Взаимодействие торцов роликов и борта кольца конического роликоподшипника при гидродинамическом контакте

全文:

Обоснование. В подшипниках качения при работе возникает проскальзывание между телами и дорожками качения. В роликовых подшипниках проскальзывание наблюдается также и в торцевых контактах роликов и бортов колец. Оно оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики подшипников [1, 2]. 

Методы. Процессы износа подшипников качения рассмотрены, в частности, в работах [3, 4]. В этих и в других работах для описания износа подшипников использовался закон Арчарда [2]. Принимая также этот закон, запишем его в виде [4]

$\frac{dh}{dt}=k\frac{pv}{H}$,

где h — глубина износа, H — твердость по Мейеру, k — коэффициент износа, p — контактное давление, v — скорость скольжения.

Хорошо известно, что толщина масляной пленки оказывает критическое влияние на контактный износ рабочих поверхностей подшипников. Однако в литературе не представлены какие-либо исследования, устанавливающие количественную зависимость между коэффициентом износа и параметром масляной пленки. Вместе с тем детально исследовано влияние толщины пленки на ресурс подшипника. Такая зависимость предложена, в частности, в работе [5]. Полагая, что долговечность обратно пропорциональна коэффициенту износа [6] и используя результаты работы [4], нетрудно получить зависимость коэффициента износа от параметра масляной пленки. Она показана на рисунке 1. Эта зависимость соответствует известным экспериментальным данным [4], согласно которым диапазон изменения коэффициента износа подшипниковой стали при гидродинамическом трении укладывается в диапазон от1 · 10–11 до 5 · 10–10.

Рис. 1. Зависимость коэффициента износа от параметра масляной пленки

Результаты. В качестве примера рассмотрен расчет износа в торцевом контакте ролика и борта внутреннего кольца двухрядного конического роликового подшипника. Рассматривались семь расчетных случаев, отличавшихся по форме торца борта:

Результаты расчета средних за оборот сепаратора скоростей износа для всех рассмотренных случаев приводятся на рис. 2. Из них следует, что торообразная вогнутая поверхность торца борта позволяет до 3 раз уменьшить скорость износа по сравнению с конической поверхностью.

Рис. 2. Зависимость скорости износа от приведенной кривизны контактирующих поверхностей. Обозначения: прямой расчет с осевым зазором: — торец ролика, — торец борта; прямой расчет с осевым натягом: — торец ролика, — торец борта; расчет по усредненным параметрам с осевым зазором: — торец ролика, — торец борта; расчет по усредненным параметрам с осевым натягом: — торец ролика; — торец борта

Выводы. Из представленных на рис. 2 графиков следует, что при эксплуатации подшипника на рассматриваемом режиме в течение 5000 ч в условиях небольшого осевого натяга глубина износа торца борта, имеющего коническую форму, составит 15,5 мкм, а торца ролика — 4,8 мкм. В сумме это более чем в 2 раза превышает величину контактного сближения торцов при максимальной контактной нагрузке, равную 9,41 мкм. Поскольку в условиях осевого зазора износ оказывается примерно в 10 раз меньше, чем при натяге, то возникновение последнего является нежелательным.

作者简介

编辑信件的主要联系方式.
Email: brazhnikova_98@mail.ru

аспирант, ассистент кафедры «Механика»

Email: jklebanov@mail.ru

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Механика»

参考

补充文件

附件文件

动作

1. JATS XML

下载

2. Рис. 1. Зависимость коэффициента износа от параметра масляной пленки

下载 (55KB)

索引源数据

3. Рис. 2. Зависимость скорости износа от приведенной кривизны контактирующих поверхностей. Обозначения: прямой расчет с осевым зазором: — торец ролика, — торец борта; прямой расчет с осевым натягом: — торец ролика, — торец борта; расчет по усредненным параметрам с осевым зазором: — торец ролика, — торец борта; расчет по усредненным параметрам с осевым натягом: — торец ролика; — торец борта

下载 (62KB)

索引源数据