Трение качения

Сила трения качения по крайней мере в 10 раз меньше силы трения скольжения. Силы трения качения объясняли различными теориями. Ранее считалось, что трение качения сопровождается скольжением сопряженных поверхностей. Позднее было установлено, что скольжение оказывает влияние на силу трения качения.

Трение качения представляет собой сопротивление качению, причиной которого, по упрощенной схеме, является деформация тел в месте их контакта. Если в контакте отсутствуют пластические деформации, то тогда трение обусловлено гистерезисными потерями в твердом теле.

Взаимное проскальзывание поверхностей можно представить при рассмотрении качения шарика (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Шарик, катящийся по канавке

Окружность АВ шарика перемещается посередине канавки, а окружность CD касается ее края. Как видно из рисунка, окружность АВ проходит за один оборот шарика большее расстояние, чем окружность CD. Эта разница обуславливает скольжение поверхностей трения.

На поверхностях тел качения возникают силы сцепления. Адгезионное сцепление незначительно влияет на силы трения качения, но оказывает большую роль при изнашивании тел качения.

При трении качения, в случае твердых тел, деформации поверхностей незначительны, поэтому окисные пленки на поверхностях трения не подвергаются значительным разрушениям. Вследствие чего, скольжение поверхностей происходит не по металлу, а по пленкам, которые могут изнашиваться. Это объясняет влияние скольжения на износ тел качения.

По экспериментальным данным сила трения качения, для приработанного состояния поверхностей, находится по зависимости

, (3.2)

где k – коэффициент трения, зависящий от материала;

N _ш – нагрузка на шарик, Н;

D – диаметр шарика, мм;

n =1,7…1,85;

m =1,5…1,6.

На силу трения оказывают влияние: вязкость смазочного материала, размер тел качения, трение в сепараторах, шероховатость поверхностей и др.

Сила трения в подшипниках качения увеличивается при технологических и монтажных погрешностях, высоких скоростях и при трении в уплотнениях. Значение коэффициента трения в подшипниках различных типов составляет 0,001…0,01.

Момент трения в подшипниках качения

M=0,5 f_Q^.Q^.d или M=0,5 f_T^.T^.d, (3.3)

где f_Q - коэффициенты трения при радиальной нагрузке;

f_T – коэффициенты трения при осевой нагрузке;

d - диаметр вала, мм;

Q - радиальная нагрузка, Н;

Т – осевая нагрузка, Н.

Некоторые ориентировочные значения коэффициентов трения качения приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Коэффициенты трения качения

Характеристика пар качения	Величина коэффициента трения f
Стальной шарик- сталь	0,001
Чугун - чугун	0,005
Пневматическая шина - асфальт	0,02
Стальное колесо- рельс	0,05

Дата добавления: 2014-12-26