Файл: ЛАБОРАТОРНЫЕ работы по ДМ.doc

Оборудование

В лабораторной работе используются стандартные подшипники качения различных типоразмеров, в том числе отличающихся от базового образца конструктивными особенностями.

На рис. 7.3 изображены подшипники шариковые (рис. 7.3, а, б, в) и роликовые с цилиндрическими (рис. 7.3, г), коническими (рис. 7.3, д), бочкообразными роликами (рис. 7.3, е) и иглами (рис. 7.3, ж).

а б в

Рис. 7.3. Типы подшипников качения (см. также с. 58)

г д е ж

Рис. 7.3. Окончание

Порядок выполнения работы

1. Изучить в любом порядке все представленные образцы подшипников качения, обращая внимание на форму колец снаружи, внутри, по торцам, форму тел качения, конструкцию и материал сепараторов.

2. Найти цифры условного обозначения подшипника (маркировку) и составить характеристику подшипника, т.е. тип, серию, диаметр внутреннего кольца.

3. Выполнить изображение разреза подшипников без сепараторов с применением упрощений. Проставить размеры: d, D и В.

4. Записать найденные в справочнике значения статической С₀ и динамической С грузоподъемности, предельную частоту вращения n_пред и угол контакта  для радиально-упорных подшипников.

5. Удерживая подшипник в одной руке за наружное кольцо, второй рукой приложить силу к внутреннему кольцу в радиальном, а затем в осевом направлениях. Если подшипник не разбирается на части, то в данном направлении подшипник принимает силу. Разъединение подшипника на части показывает, что сила восприниматься не может. К точке в условном центре тяжести приложить силы, воспринимаемые подшипником с учетом их направления.

7. Результаты лабораторной работы оформить в виде таблицы

Таблица 7.1

Вывод к лабораторной работе.

Контрольные вопросы

1. Назначение подшипников качения?

2. Из каких деталей состоит подшипник качения?

3. Зачем нужен сепаратор в подшипнике качения?

4. Как классифицируются подшипники качения по направлению воспринимаемой нагрузки?

5. Что обозначает маркировка подшипника качения?

6. Как из цифр маркировки определить внутренний диаметр подшипника?

Лабораторная работа № 8

Определение момента трения в

подшипниках качения

Цель работы: определение момента трения в подшипниках качения с шариками или роликами в качестве тел качения в зависимости от скорости вращения и величины радиальной силы .

Задание: определить теоретическое и экспериментальное значение коэффициента трения качения К.

Теоретическое введение

Трение в подшипниках качения имеет место:

– между телами качения и внутренним и наружным кольцами;

– между телом качения и сепаратором;

– между шариками и кольцами из-за различия в скоростях на дуге контакта общих точек шарика и кольца.

Трением качения называется сопротивление, возникающее при перекатывании одного тела по другому. Сопротивление перекатывания зависит от упругих свойств материалов, шероховатости, кривизны соприкасающихся поверхностей и величины сжимающей силы, т.е. сопротивление качению вызвано деформацией поверхности соприкосновения (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Силы в зоне контакта при перекатывании тел

На рис. 8.1 изображен цилиндр, нагруженный силой R. В неподвижном цилиндре 1 сила R уравновешивается равнодействующей сил реакции смятия на площадке шириной 2в. При возникновении силы Т наличие внутреннего трения в материале вызывает в зоне деформации несовпадение линии действия нагрузки R и реакции вследствие упругого гистерезиса, что вызывает асимметрию эпюры деформаций относительно максимума и смещение этого максимума в сторону движения на величину.

Эта величина называется плечом силы трения качения. Она же зовется и коэффициентом трения качения и измеряется в единицах длины [мм].

При приложении движущей силы Т к цилиндру момент трения качения уравновешивается моментом движущей силы

(1)

Отношение – в технических расчетах называют приведенным коэффициентом трения качения, а угол– приведенным углом трения.

Из рис. 8.1 следует

Для стальных шариков или роликов, катящихся по закаленным обоймам при частоте поверхности

К = 0,008  0,01.

Трение между телом качения и сепаратором – обычное трение скольжения между движущейся и неподвижной поверхностями.

Возникновение трения между шариком и кольцом объясняется разностью линейных скоростей общих точек контакта шарика и кольца 2 в точках А и Б (рис. 8.2).

Линейная скорость точкиА – общая для шарика и кольца. При перекатывании шарика по кольцу без скольжения угловая скорость шарика в точке А в этом случае определяется как

Линейная скорость кольца в точкеБ увеличивается вследствие увеличения радиуса кольца на величину ∆₁. Угловая скорость шарика, определяемая для точки А должна быть

Поскольку радиус шарика относительно мгновенного центра уменьшается, скорость, что и является причиной скольжения.

Рис. 8.2. Зоны трения

Оборудование

Момент трения качения определяется с помощью установки, изображенной на рис. 8.3.

На станине 1 жестко укреплены две стойки 2 и 3, в которых установлены на валах два шкива 4 и 5, вал верхнего шкива установлен в подшипниках 6, укрепленных в стойках 2 и 3. Вал нижнего шкива соединен с электромотором 7. Оба шкива 4 и 5 имеют по три канавки под клиновой ремень и натяжное устройство (на рисунке не показано). Перестановкой клинового ремня в различные канавки можно ступенчато изменять скорость вращения верхнего вала. Устройство консольной части верхнего вала изображено на рис. 8.4.

Рис. 8.3. испытательный стенд для определения момента трения М_т.к

подшипников качения

На консольной части вала верхнего шкива установлена обойма 8 со стержнем-маятником 9. устройство обоймы приведено на рис. 8.4.

Стержень 9 жестко соединен с обоймой 8. В обойме устанавливается один шариковый подшипник. Внутреннее кольцо 2 подшипника одето на вал верхнего шкива, а наружное вставлено в обойму 8 и закреплено винтом 3 от проворачивания. От выпадения подшипника с вала последний удерживается с помощью шайб 4 и винта 5. испытания проводятся при установке только одного из подшипников. Стержень 9 устанавливается в обойме в резьбовое отверстие, соответствующее середине ширины подшипника.

Момент трения качения определяется по величине угла отклонения стержня 9 от вертикали (рис. 8.3) при вращении верхнего вала. Величина этого отклонения определяется по шкале 10. Величина момента определяется из выражения:

где – масса груза11; L – длина стержня маятника.

Рис. 8.4. Консольная часть верхнего вала