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滚动轴承的摩擦系数

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.01.11
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      人们普遍认为,无润滑接触表面之间的滚动摩擦比这两个接触表面之间的滑动摩擦小得多。虽然滚动轴承中接触零件的运动并不单单是纯滚动,滚动轴承的摩擦仍比与其尺す、速度和承载能力相近的油膜轴承或滑动轴承的摩擦小得多。当然,上述结论有一个明显的例外,就是空气静压轴承。不过空气静压轴承不像滚动轴承那样是自动调整的,而是需要一套复杂昂贵的空气供给系统。任何摩擦都会造成能量损失,并阻碍运动。因此,工作中滚动轴承的摩擦引起温度上升,并可用阻力矩来度量。以后将会表明对中重载荷下的球和液子轴承,摩擦产生的主要原因是滚动体和滚道接触变形区内的滑动。对于圆锥滚子轴承,发生在滚子端面与内圈或外圈大挡边处的滑动是产生摩擦的主要原因。对于圆柱滚子轴承,发生在滚子端面与内挡边、外挡边或内外两个挡边之间的滑动是产生摩擦的主要原因。对于带保持架的圆柱滚子轴承,滑动发生在滚子与保持架兜孔之间;如果保持架由内圈或外圈引导,滑动摩擦还发生在保持架与套圈的引导面之间。在上述各种情况中,摩擦力的大小在很大程度上取决于润滑剂的类型。而且,对于流体润滑的滚动轴承,润滑剂占据轴承内部的部分空间,阻碍了球或滚子的运转。摩擦阻力的大小与润滑剂的性能、填充量和滚动体的运转速度有关。在本书第2卷中,将说明对滚动体运转速度有影响的摩擦因素。除了用数学方法来计算和分析滚动轴承的摩擦力矩之外, Palmgren通过对各种类型和尺す轴承的实验获得了计算轴承摩擦力矩的经验公式。这些实验是在从轻载到重载,中、低转速以及采用不同的润滑剂和润滑技术的条件下完成的。为了评价试验结果, Palmgren分别对不同载荷、不同润滑剂粘性及其填充量,以及不同轴承转速条件下的摩擦力矩进行了测量。结果,正像10.4节所述,即使是在重载情况下,对摩擦力矩的影响主要还是取决于滚动体与滚道接触处润滑剂的力学性能。然而,为了简化分析方法,仍然认为产生摩擦力矩的主要因素是外加载荷。在限于轴承以中、低速运转的条件下, Palmgren得出的液动轴承摩擦力矩的经验公式是相当有用的,特别是对滚动轴承和油膜轴承进行比较时更是如此。10.5.1.1由外加荷引起的力矩Palmgren用下面的公式描述摩擦力矩M1=fFd。式中,是一个与轴承结构和载荷有关的系数(10.18)F(10.19)式中,F,是当量静负荷,C,是基本额定静负荷,第9章已对它们进行了说明。表10.1列出了:和y的取值。C,的值和计算F,的数据通常在制造商样本中给出。表10.1z和y的值球轴承类型名义接触角()向心深沟球轴承00.0004-0.00060.55角接触球轴承30=400.0010.33推力球轴承0.00080.3双列自调心球轴承100.00030.40①小值适用于轻系列轴承,大值用于重系列轴承式(10.18)中F。取决于作用力的大小和方向。对于深沟球轴承可用下式表示P =0. 9F.ctna-0 IP,F。=F(10.20)上式中采用较大的F。值。对于名义接触角为0°的深沟球轴承,上面第一个公式可近似表示为Fa=3F-0.1F(10.21)对于推力球轴承,F。=F10.5.1.2润滑剂粘性摩擦产生的力矩对于中速运转的轴承, Palmgren"建立了以下经验公式,用于计算当滚动体穿过轴承腔内的粘性润滑剂时所产生的摩擦力矩:n2000(10.22)M.=10-.(M160×1042,1200(10.23)以上两式中,以厘斯(cS)为单位,a以rmin为单位,.是一个与轴承类型和润滑方式有关的系数。表10.2列出了来自文献[2]的最新数据,给出了在不同润滑条件下各类球轴承的值。式(10.22)和式(10.23)对于比密度约为0.9的润滑油有效。对于不同密度的润滑油, Palmer给出了一个更为完整的公式。对于脂润滑轴承,.是指润滑脂中基础油的运动粘度,该式在加脂后的短时间内有效。

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