6189

Определение моментов трения в подшипниках качения

Лабораторная работа

Физика

Определение моментов трения в подшипниках качения Цель работы: определение моментов трения в шарикоподшипниках. Расчетные методы определения моментов трения в подшипниках качения Моменты трения Тп, Н.мм, в шарикоподшипниках с внут...

Русский

2012-12-30

55 KB

70 чел.

Определение моментов трения в подшипниках качения

Цель работы:

определение моментов трения в шарикоподшипниках.

  1.  Расчетные методы  определения моментов трения в подшипниках качения

Моменты трения  Тп , Н.мм, в шарикоподшипниках с внутренним диаметром  d  25 мм и внешним D могут быть рассчитаны по полуэмпирической формуле [1]

                 ,                                             (1)

где  Т0 – собственный момент в ненагруженом подшипнике; Fr и Fa – радиальная и осевая силы, Н, соответственно, действующие на подшипник; Dm диаметр окружности, проходящей через центры тел качения – шариков или роликов (Dm  0,5(D+d)); Dw диаметр тела качения (Dw  0,25(Dd)); k – коэффициент трения качения в подшипнике, который может быть принятым  k = 0,003...0,007 мм .

           Собственный момент Т0, Н.мм,  рассчитывают по формуле

                                                      Т0 = 0,02 (D+d).                                                   (2)

2. Экспериментальные методы определения моментов трения

2.1. Определение момента в квазистатическом режиме вращения

Такой режим можно осуществить при незначительной скорости вращения вала, установленного на подшипниках, под действием малой окружной силы на внешнем диаметре подшипника. Момент этой силы и равен моменту трения в паре подшип-ников.

Схема эксперимента приведена на рис. 1, а.

                                   а                                                          б

Рис.1. Определение моментов трения подшипников

Стальной барабан 3 установлен на двух подшипниках 4 на столе 5; на поверх-ность барабана наматывают гибкую нить 2, на которую подвешивают груз 1. Необ-ходимо подобрать массу последнего таким образом, чтобы он медленно начал опускаться вниз, вращая барабан. Важно, чтобы эта масса была минимальной – на границе торможения поворота барабана (подбор массы груза осуществляют при помощи лабораторных разновесов).

Моменты трения двух подшипников при этом рассчитывают по формуле:

                                                      2Т0 = 0,5mgD1 ,                                                   (3)

где  g = 9,81 м/с2 – ускорение земного тяготения.

 2.2. Определение моментов трения в динамическом режиме

Если звено механизма с моментом инерции J , установленное на подшипниках, вращается с угловой скоростью , его кинетическая енргия Е = J 2/2. Звено разгоняют до скорости  0 , а потом дают возможность тормозиться моментами трения Т в опорах. Промежуток времени , на протяжении которого звено полностью затормозится, т.е. полностью потратит свою кинетическую енергию , дает возможность рассчитать моменты трения в подшипниках.

Уравнение движения для звена:  после интегрирования в пределах изменения скорости от   0  до   = 0 (при условии Т  const ):

                                                                                                     (4)

 Cхема проведения эксперимента остается той же, но необходимо разогнать звено (барабан) до скорости, которая существенно превышает квазистатическую. Этот разгон осуществляют также грузом, но его масса должна быть значительно большей, чем в первом эксперименте – п. 2.1. Если груз падает с высоты  h, его потенциальная энергия равна  П = mgh, – она почти вся переходит в кинетическую энергию , за исключением  затраты энергии на трение в подшипниках Т0 , где 0 – угол, на который повернулся барабан при разгоне массой  т .

Этот угол можно рассчитать по соотношению  h = D10/2. 

Уравнение, связывающее кинетическую и потенциальную энергии:

                                                        .                                                (5)

Совместное решение уравнений (4) – (5) дает возможность рассчитать момент трения в двух подшипниках:

                                    .                                   (6)

  1.  Порядок выполнения работы

  1.  Определение момента в квазистатическом режиме:
  •  измерить диаметр барабана  D1 ;
  •  накрутить гибкую нить на барабан и подобрать гирьки, обеспечивающие квазистатический режим вращения;
  •  рассчитать моменты трения по формуле (3).
    1.  Определение момента в динамическом режиме:
  •  измерить диаметры подшипников  d – внутренний и Dвнешний;
  •  измерить длину барабана L и согласно схеме на рис. 1, б рассчитать  

        момент инерции  J  по формуле [2]

                          ;

        где  тб  – масса барабана (ее также рассчитать);

  •  накрутить гибкую нить на барабан, измерить высоту h , с которой будет падать груз массой т ;
  •  отпустить груз падать, и в тот момент, когда груз достигнет

        пола, включить секундомер;

  •  зафиксировать время, которое нужно барабану до полной остановки;
  •  рассчитать моменты трения по формуле (6).
    1.  Определить моменты трения в подшипниках расчетом по формулам
  1.  – (2), учитывая радиальную силу на подшипники от веса барабана.

          3.4.  Пояснить различия (они всегда есть) трех результатов– одного, вы-численного по формуле (1), и двух экспериментальных.

3.5. Оформить отчет по лабораторной работе  № 8.

Литература

1. Детали и механизмы приборов: Справочник / Б.М. Уваров, В.А. Бойко, В.Б. Подаревский, Л.И. Власенко. – 2-е изд. – Киев: Техніка, 1987.

2.  Фаворин  М.В. Моменты инерции тел. Справочник. М.: Машиностроение, 1970. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11817. Визначення вологості ґрунту 353.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА Визначення вологості ґрунту Вологістю називається відношення маси води яка знаходиться в грунті до маси абсолютно сухого ґрунту в даному об’ємі. Кількість води яка міститься в порах ґрунту в природніх умовах залягання називається природною воло...
11818. Проектирование на ПЛИС 1.77 MB
  Бутов А.С. Учебноеметодическое пособие для самостоятельной работы По курсу Проектирование на ПЛИС Содержание Аннотация Введение.. ...
11819. ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМНОЇ ВАГИ ҐРУНТУ МЕТОДОМ РІЖУЧОГО КІЛЬЦЯ 96.5 KB
  Визначення об’ємної ваги ґрунту методом ріжучого кільця Об’ємною вагою ґрунту називають вагу одиниці об’єму ґрунту в його природному стані. Об’ємна вага ґрунту без порушення його природного складу в даній роботі встановлюється шляхом визначення ваги ґрунту в відом
11820. Розрахунок осідання фундамента 208.5 KB
  Розрахунок осідання фундамента Визначити методом пошарового сумування осідання стовпчастого фундаменту. Вихідні дані: Нормативне навантаження від колони Nn= 1200кН. Глибина закладання фундаменту d= 1.5м. Товщина рослинного шару h1=0.3м. γ1=175кН/м3 товщина шару супіс
11821. Интегрированная среда разработки Microsoft Visual C++ 2008. Создание простейшего приложения 421.5 KB
  Лабораторная работа №1. Интегрированная среда разработки Microsoft Visual C 2008. Создание простейшего приложения 1 Цель и порядок работы Цель работы – ознакомиться со средой разработки Microsoft Visual C 2008 научиться создавать компилировать и отлаживать приложения разобра
11822. Проектирование программ линейной структуры 261 KB
  Лабораторная работа №2. Проектирование программ линейной структуры 1 Цель и порядок работы Цель работы – изучить структуру программы на языке C операторы присваивания ввода и вывода данных используемые при составлении программ линейной структуры. Порядок вып...
11823. Операторы ветвления и выбора 148.5 KB
  Лабораторная работа №3. Операторы ветвления и выбора 1 Цель и порядок работы Цель работы – изучить операторы используемые для организации ветвления в программе. Познакомится с логическими выражениями и операциями. Порядок выполнения работы: ознакомиться с...
11824. Операторы цикла и передачи управления 110 KB
  Лабораторная работа №4. Операторы цикла и передачи управления 1 Цель и порядок работы Цель работы – изучить операторы используемые при организации программ циклических вычислительных процессов получить практические навыки в составлении программ. Порядок выпо...
11825. Итерационные и арифметические циклы. Вложенные циклы 297 KB
  Лабораторная работа №5. Итерационные и арифметические циклы. Вложенные циклы 1 Цель и порядок работы Цель работы – изучить операторы используемые при организации программ циклических вычислительных процессов получить практические навыки в составлении программ...