轴承的摩擦
轴承的重要性能之一就是要求摩擦小。通常使用条件下,滚动轴承比滑动轴承摩擦小,特别是起动摩擦低。主要由:滚动接触摩擦、滚动体与保持架在其接触区域的滚动摩擦和滑动摩擦、润滑剂的摩擦、接触式密封的滑动摩擦等组成。
如果轴承的载荷接近于基本额定动载荷的10%,即P=0.1C,向心轴承承受纯径向载荷,推力轴承承受纯轴向载荷,其转速n≈0.5nj(nj为极限转速)。在充分润滑,油的粘度为30~35cst和运转正常的情况下,摩擦力矩M按下式计算:
M=0.5μF•d
式中
M=轴承摩擦力矩,N•mm
μ=轴承摩擦系数,
F=轴承载荷,N
d=轴承内径,mm
对于上述工作条件不同时,轴承总的摩擦力矩必须由与轴承载荷无关的摩擦力矩M0和与载荷有关的摩擦力矩M1相加,即
M= M0+ M1
M0的计算
摩擦力矩M0主要由于在高速度轻载荷下轴承润滑流体动力损耗引起,与载荷无关。其取决于充分的润滑,润滑粘度和轴承运转速度。
M0按下式计算:
M0=f0×10-7(γn)2/3dm3
式中
dm=轴承平均直径(=d+D2),mm
f0=轴承类型和润滑系数,
n=轴承转速,r/min
γ=在工作温度时油的运动粘度,mm2/s(脂润滑时应以油润滑为基础计算)
本公式适于γn≥2000,如果γn<2000,须用下列公式:
M0=160×10-7 f0 dm3
M1的计算
摩擦力矩M1主要由于在载荷作用下,轴承运转速度低,接触表面的弹性变形并有微量的滑动引起。
M1按下式计算:
M1= f1p1 dm
式中
f1=轴承类型和载荷系数,
p1=确定轴承摩擦力矩的计算载荷,N
dm=轴承平均直径(= d+D2),mm
有起动力矩要求时,一般取2倍M1值或更高。
轴承的温升
滚动轴承的摩擦是决定轴承发热和运行温度的关键因素。滚动轴承的摩擦损失在轴承内部几乎都转变为热量,因而致使轴承温度上升。摩擦力矩造成的发热量可用公式表示:
Q=0.105×10-6M•n
式中:
Q:发生热量 kW
M:摩擦力矩 N•mm
n:轴承转速 rpm
发热量与排出热量平衡,则轴承温度稳定。一般运转初期温度急剧上升,但达到正常状态则基本稳定。达到稳定状态的时间,随轴承的发生热量、轴承箱等热容量,冷却面积,润滑油量,周围温度等不同而不同。
温升异常的原因有:游隙过小预压过大,润滑剂过多或不足,异物混入及密封装置的发热等。
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