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

75 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

51132. Кореляційний аналіз сигналів. Властивості сигналів з використанням кореляційного аналізу 199.85 KB
  Мета роботи: дослідити властивості сигналів з використанням кореляційного аналізу; набути навичок кореляційного аналізу сигналів у середовищі MatLAB. Порядок роботи...
51133. СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА НА ОСНОВЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ СИГНЕЛОВ (РС) 129.3 KB
  Цель работы: изучение методики реализации управляющих автоматов с жесткой логикой на основе распределителей сигналов. Постановка задачи: собрать и отладить схему распределителя сигналов; ...
51135. Создать функцию пользователя y=sinh(x)+sin(x)-1 38.97 KB
  Создать функцию пользователя y=sinhxsinx1 вычислить значения в точке x0=31 и построить график функции в интервале [2;5] с шагом 01.2 График заданной функции Вывод: Создали функцию пользователя вычислили значение функции в точке x0=31 где у=10. Построили график функции при заданных интервалах рис.
51136. Расчёт коэффициентов ускорения при формировании программ ускоренных эквивалентных испытаний 46.13 KB
  Обоснование применения выбранного метода испытаний ГТУ. Расчет коэффициентов ускорения испытаний и времени испытаний. Обосновать применение выбранного метода испытаний ГТУ.
51137. Оценка эффективности системы эксплуатации турбинных установок 14.07 MB
  Расчет эффективности системы эксплуатации ГТУ. Исследования влияния параметров на эффективность системы ТО. Рассчитать эффективность системы ТО.
51139. Основы теории цепей. Методические указания 125.58 KB
  Сборку электрической цепи рекомендуется начинать с последовательно соединенных элементов и приборов а затем подключать параллельные ветви как самой электрической цепи так и приборов. Для участка цепи представленного на рис. Потенциалы точек могут быть определены относительно какойлибо точки цепи измерением с помощью вольтметра или расчетом если известны значения э. При расчете потенциалов точек необходимо учитывать что на участке цепи не содержащем э.
51140. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 916.65 KB
  Задание Получить у преподавателя указания и перечень объектов измерения. Результат каждого измерения должен сопровождаться оценкой его точности погрешности. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Выбор метода измерения сопротивления и соответствующей измерительной аппаратуры зависит от значения измеряемого сопротивления требуемой точности и условий при которых производится измерение.