Расчет потерь на трение в подшипниках качения

При вращении деталей подшипников качения в местах контактов всегда возникают трение качения и трение скольжения. Каждая составляющая потерь на трение сложным образом зависит от условий эксплуатации (частоты вращения, нагрузки, температурного режима и смазки) и конструктивного исполнения, определяющего контактные взаимодействия. Поэтому точный расчет составляющих можно выполнить при условии накопления достаточного экспериментального материала.

На практике потери на трение в подшипниках качения характеризуются моментом трения М_тр, эквивалентным моменту вращения при данных эксплуатационных условиях (трение качения, скольжения, а также трение в смазочном слое). Момент трения в подшипниках зависит от многих фактов и прежде всего от нагрузки, частоты вращения, смазки, конструктивных особенностей, класса точности подшипника и др. При рекомендуемых условиях эксплуатации, когда результирующая нагрузка не превышает 10 - 20 % динамической грузоподъемности С, момент трения может быть ориентировочно определен по формуле

М_nр = m_трQd/2, (5.33)

где m_nр - приведенный коэффициент трения; Q - результирующая нагрузка на подшипник ( ); d - диаметр отверстия в подшипнике. С учетом типа подшипника и условий эксплуатации приведенный коэффициент трения может принимать значения m_nр @ 0,001 ¸ 0,020.

На основе экспериментальных данных для приближенных расчетов можно принять следующие средние величины приведенного коэффициента трения для подшипников, эксплуатирующихся при нормальных режимах работы и пластичном смазочном материале:

Шарикоподшипники:

радиальные однорядные - 0,002;

сферические двухрядные - 0,0015;

радиально-упорные - 0,003;

упорные - 0,003.

Роликоподшипники:

с короткими цилиндрическими роликами - 0,002;

с длинными цилиндрическими роликами - 0,004;

двухрядные сферические с бочкообразными роликами - 0,004;

игольчатые - 0,008;

конические - 0,008.

Следует отметить, что трение, вызываемое наличием контактов скольжения уплотнений, может превысить величину трения в самом подшипнике без уплотнений при одинаковых условиях эксплуатации.

Мощность, Вт, расходуемая на трение в подшипнике,

N_тр = 1,047×10^-3М_трn , (5.34)

где М_тр - момент трения, Н×см; n - частота вращения, об/мин.