SKF. Общий каталог подшипников - часть 25

i

rw

  = количество рядов шариков в подшипнике

K

Z

 = константа, зависящая от типа подшипника 

(

† табл. 5)

K

L

 = константа, зависящая от типа роликопод­

шипника (

† табл. 5)

d  = диаметр отверстия подшипника, мм

D  = наружный диаметр подшипника, мм

Примечание

Для расчета потерь на сопротивление в усло­

виях смазывания впрыском масла можно исполь­

зовать модель для масляной ванны, взяв уро­

вень масла равным половине диаметра ролика 

и умножив полученную величину M

drag

 на коэф­

фициент 2.

Примерный расчет потерь на сопротивление 

для подшипниковых узлов, установленных на 

вертикальных валах, можно произвести с 

помощью модели для полностью погруженных 

подшипников, умножив полученную величину 

M

drag

 на коэффициент, равный отношению 

ширины (высоты) погруженной части подшип­

ника к его общей ширине (высоте).

Режим смешанного трения для малых 

скоростей и вязкостей

В условиях, характеризующихся малыми 

величинами k (≤ 2), подшипник находится  

в режиме смешанного трения, где иногда может 

иметь место контакт «металл­металл», что 

приводит к увеличению трения. Диаграммa 3 

отображает типичную зависимость момента 

трения подшипника от частоты вращения  

и вязкости смазочного материала. В период 

запуска с ростом скорости или вязкости вели­

чина момента трения уменьшается, т.к. появля­

ется смазочная пленка, разделяющая тела  

и дорожки качения и подшипник переходит  

в эластогидродинамический режим смазывания. 

С дальнейшим ростом скорости или вязкости 

трение увеличивается за счет увеличения 

толщины смазочной пленки до наступления 

эффекта смазочного голодания, вызываемого 

высокой скоростью и нагреванием и ведущего 

к уменьшению трения.

Коэффициент трения скольжения можно 

вычислить по следующей формуле:

m

sl

 = f

bl

 m

bl

 + (1 – f

bl

) m

EHL

,

Диаграмма 3

Зависимость момента трения подшипника от скорости и вязкости







.

O
O

Зона 1 : Режим смешанного трения

Зона 2 : Режим эластогидродинамического смазывания (EHL)

Зона 3 : Режим EHL + эффект смазочного голодания

Трение

100

где
m

sl

   = коэффициент трения скольжения

f

bl

  = коэффициент режима смешанного 

трения, см. ниже

m

bl

   = коэффициент, зависящий от 

содержания добавок в смазочном 

материале, примерная величина – 0,15

m

EHL

 = коэффициент трения в условиях 

образования смазочной пленки: 

0,05 для смазывания минеральными 

маслами 

0,04 для смазывания синтетическими 

маслами 

0,1 для смазывания трансмиссионными 

жидкостями

 

  При применении цилиндрических или 

конических роликоподшипников вместо 

вышеуказанных следует использовать 

следующие величины: 

0,02 для цилиндрических роликопод­

шипников 

0,002 для конических роликоподшип­

ников

Коэффициент режима смешанного трения 

можно вычислить по следующей формуле:

 

1

f

bl

 = ––––––––––––––––,

 

e

2,6 ¥ 10

–8

 (n n)

1,4

 dm

где
f

bl

 = весовой коэффициент момента трения 

скольжения

e  = основание натурального логарифма  

= 2,718

n  = частота вращения, об/мин
n

  = кинематическая вязкость смазочного 

материала при рабочей температуре, 

мм

2

/с (для пластичной смазки – вязкость 

базового масла)

d

m

  = средний диаметр подшипника  

= 0,5 (d + D), мм

Приблизительная оценка весового коэффи­

циента f

bl

 для момента трения скольжения 

может быть произведена при помощи кривой, 

показанной на диаграммe 4.

Диаграммa 4

Весовой коэффициент для расчета момента трения 

скольжения f

bl







































O

G

CM

O



E

N

Влияние величин зазора и перекоса 

на трение 

Изменение величины зазора/перекоса подшип­

ников приводит к изменению момента трения. 

Вышеописанная модель справедлива для 

условий нормального зазора и отсутствия пере­

коса в подшипнике. Однако в условиях высоких 

рабочих температур подшипника или высоких 

скоростей внутренний зазор подшипника 

может уменьшаться, а трение соответственно 

возрастать. При наличии перекоса трение, как 

правило, возрастает, однако, в случае самоус­

танавливающихся шарикоподшипников, 

сферических роликоподшипников, тороидал­

ьных роликоподшипников CARB и сферичес­

ких упорных роликоподшипников рост трения 

в зависимости от величины перекоса ничтожно 

мал. 

Если предполагается эксплуатировать под­

шипники в особых условиях, чувствительных  

к изменениям величины зазора и перекоса, 

просим обращаться в техническую службу SKF.

101

Влияние пластичной смазки на трение

При использовании пластичной смазки и запол­

нении (или повторном смазывании) подшипника 

рекомендуемым количеством смазки в течение 

первых часов или дней работы (в зависимости от 

скорости) трение в подшипнике может значи­

тельно превышать предполагавшиеся ранее 

величины. Это объясняется тем, что пластичной 

смазке требуется время чтобы перераспреде­

литься в свободном пространстве подшипника. 

Для примерной оценки этого эффекта нужно 

умножить расчетную величину начального 

момента трения скольжения на два для под­

шипников легких серий и на четыре для под­

шипников тяжелых серий. После этого периода 

«приработки» трение в подшипнике падает до 

уровня трения подшипников, смазываемых 

маслом, а в некоторых случаях даже ниже. 

Превышение рекомендованных объемов запол­

нения пластичной смазкой приводит к повышен­

ному трению в подшипнике. Для получения 

более подробной информации просим обра­

титься к разделу «Повторное смазывание» на 

стр. 237 или в техническую службу SKF.

Фрикционные характери-

стики гибридных подшип-

ников

Благодаря более высоким величинам модуля 

упругости керамики гибридные подшипники 

имеют уменьшенные зоны контакта, что спо­

собствует уменьшению компонентов трения 

качения и скольжения. Кроме этого, более 

низкая плотность керамики по сравнению со 

сталью уменьшает центробежные силы, что 

также может снижать трение на высоких 

скоростях. 

При помощи вышеуказанных уравнений 

можно вычислить момент трения гибридных 

радиально­упорных подшипников, если вместо 

геометрических констант цельностальных 

подшипников R

3

 и S

3

 подставить 0,41 R

3

 и 

0,41 S

3

 соответственно.

Высокоскоростная конструкция узлов с 

гибридными радиальными шарикоподшипни­

ками на практике означает, что подшипниковый 

узел должен иметь осевой преднатяг. В таких 

условиях поведение радиальных шарикопод­

шипников ничем не отличается от поведения 

радиально­упорных шарикоподшипников,  

в частности, в отношении уменьшения трения  

на высоких частотах вращения. Тем не менее, 

подобные расчеты трения следует производить 

при содействии специалистов технической 

службы SKF.

Трение

102

Пусковой крутящий момент

Пусковой крутящий момент подшипника каче­

ния определяется как момент трения, который 

необходимо преодолеть для того, чтобы 

находящийся в неподвижном состоянии под­

шипник начал вращаться. При нормальной 

температуре окружающей среды от +20 до 

+30 °C, при запуске при нулевой скорости и 

µ

sl

 = µ

bl

 пусковой крутящий момент можно 

рассчитать как сумму только момента трения 

скольжения и момента трения уплотнений, 

если таковые имеются. Таким образом,

M

start

 = M

sl

 + M

seal

,

где

M

start

 = пусковой момент трения, Нмм

M

sl

  = момент трения скольжения, Нмм

M

seal

  = момент трения уплотнений, Нмм

Однако, пусковой момент трения для кони­

ческих роликоподшипников с большим углом 

контакта может быть почти в четыре раза выше 

расчетного, например, для конических роли­

коподшипников серий 313, 322 B, 323 B и 

T7FC, и почти в восемь раз больше для упорных 

сферических роликоподшипников.

Потери мощности и 

температура подшипника

Величину потерь мощности в подшипнике 

вследствие трения можно вычислить по 

формуле:

N

R

 = 1,05 ¥ 10

–4

 M n,

где

N

R

 = потери мощности, Вт

M  = общий момент трения подшипника, Нмм

n  = частота вращения, об/мин

Если величина коэффициента охлаждения 

(количество тепла, которое должно быть 

отведено от подшипника для понижения раз­

ницы температур между подшипником и окру­

жающей средой на один градус) известна, 

примерный рост температуры в подшипнике 

можно вычислить по формуле:

D

T = N

R

/W

s

,

где
D

T = рост температуры, °C

N

R

 = потери мощности, Вт

W

s

 = коэффициент охлаждения, Вт/°C

103