Общие сведения. Момент трения и тепловыделение в подшипнике растут с ростом коэффициента трения

Момент трения и тепловыделение в подшипнике растут с ростом коэффициента трения. Коэффициент трения будет наименьшим при переходе от граничного трения к жидкостному (рис. 9.1). При жидкостном трении трущиеся поверхности полностью раз­делены слоем смазки.

Жидкостное трение может быть осуществлено за счет:

а) подачи масла в зазор между цапфой и втулкой под таким давлением, которое уравновесило бы нагрузку на подшипник (гидростатический подпор);

б) создания таких условий, при которых внутри масляного слоя
появляется противодавление необходимой величины (гидродинамический подпор).

Рис. 9.1. Зависимость коэффициента трения
в подшипнике от характеристики режима работы подшипника

В данном случае исследуется работа подшипника в режиме жид­костного трения. Теоретическим путем установлена зависимость среднего коэффициента трения в подшипнике от геометрических параметров подшипника и характеристики режима работы в виде

(9.1)

где Δ – диаметральный зазор в подшипнике, мм;

d – диаметр шипа, мм;

– характеристика режима работы подшипника (величина безразмерная).

Здесь μ – динамическая вязкость масла, Па∙с;

n – частота вращения шипа, рад/с;

p – удельная нагрузка в подшипнике, МПа.

ω – угловая скорость шипа, с^–1

Из формулы (9.1) следует, что коэффициент трения в подшип­нике данного размера зависит от характеристики режима работы подшипника (см. рис. 9.1). Вязкость масла μ, определяемая значением температуры, является регулирующим фактором, способствующим удерживанию режима жидкостного трения.

При увеличении λ от λ₂ до λ₁, например, из-за изменения n или p,значение f возрастает от f ₂до f ₁. В результате увеличивается количество выделяемого тепла и, следовательно, уменьшается вязкость масла, а это вызывает уменьшение λ и соответственно уменьшение f. При этом количество выделяемого тепла пада­ет, вязкость увеличивается, снова растет коэффициент трения и т.д.

Следовательно, режим работы подшипника автоматически регулируется изменением вязкости масла μ. При λ ниже λ_крвозникает разрыв масляной пленки и наступает режим граничного трения.

Работа подшипника в этом режиме весьма неустойчива, характеризуется резкими изменениями коэффициента трения и повышенным износом.

Экспериментальное значение коэффициента трения в подшипнике может быть определено по уравнению

, (9.2)

где δ– показание нижнего индикатора (число делений);

F – показание нагрузочного динамометра, Н.