Момент трения, потери мощности и пусковой момент подшипника

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Трение в подшипнике непостоянно и зависит от определённых трибологических явлений, которые происходят в смазочной плёнке между телами качения, дорожками качения и сепараторами.
На диаграмме 1 показана динамика изменения трения в зависимости от частоты вращения в подшипнике с определённым смазочным материалом. Можно выделить четыре зоны:
  • Зона 1 — Граничные условия смазывания, при которых нагрузка воспринимается неровностями поверхности, поэтому уровень трения между движущимися поверхностями высокий.
  • Зона 2 — Смешанные условия смазывания, при которых разделяющая масляная плёнка воспринимает часть нагрузки. В контакт вступает меньше неровностей поверхности, что приводит к уменьшению трения.
  • Зона 3 — Условия смазывания с образованием полноценной смазочной плёнки, при которых нагрузку воспринимает смазочная плёнка, но с повышенными потерями на вязкостное сопротивление, что приводит к увеличению трения.
  • Зона 4 — Смазывание с образованием полноценной смазочной плёнки с повышением температуры и эффектом смазочного голодания, при котором понижающие коэффициенты за счёт нагрева смазочного материала и кинематического смазочного голодания частично компенсируют потери на трение, что приводит к его стабилизации.

Модель SKF для расчёта момента трения

Модель SKF для расчёта момента трения в подшипнике, М, включает:

M = Mrr + Msl + Mseal + Mdrag

где
Mrr момент трения качения с учётом эффекта смазочного голодания и нагрева смазочного материала [Н·мм]
Mslмомент трения скольжения с учётом влияния условий смазывания [Н·мм]
Msealмомент трения встроенных уплотнений [Н·мм]
Если подшипник оснащается контактными уплотнениями, потери на трение от уплотнений могут превышать потери на трение в подшипнике.
Mdragпотери на сопротивление, вспенивание, разбрызгивание и т. д. в условиях смазывания масляной ванной [Н·мм]

Вычисление значений этих четырёх составляющих момента трения является сложной задачей. Поэтому SKF рекомендует использовать программу SKF Bearing Calculator.
Более подробная информация о вычислениях представлена в документе «Модель SKF для расчёта момента трения» [PDF].
Когда известен общий момент трения в подшипнике, М, потери мощности вследствие трения можно вычислить по формуле

Ploss = 1,05 x 10–4 M n

где
Plossпотери мощности вследствие трения [Вт]
Mобщий момент трения [Н·мм]
nчастота вращения [об/мин]

Пусковой момент

Пусковой момент подшипника качения определяется как момент трения, который необходимо преодолеть для того, чтобы подшипник начал вращаться при температуре окружающей среды от 20 до 30 °C (от 70 до 85 °F). Поэтому необходимо учитывать только момент трения скольжения и момент трения уплотнений, при их наличии.

Mstart = Msl + Mseal

где
Mstartпусковой момент трения [Н·мм]
Mslмомент трения скольжения [Н·мм]
Msealмомент трения уплотнений [Н·мм]

Для расчёта пускового момента трения SKF рекомендует использовать программу SKF Bearing Calculator.
SKF logo