Модель SKF для расчёта момента трения

Зависимость момента трения стандартного подшипника от частоты вращения или вязкости смазочного материала представлена на диаграмме 1. В процессе разгона при пуске (зона 1), с увеличением частоты вращения, величина момента трения уменьшается, так как между движущимися поверхностями формируется гидродинамическая (смазочная) плёнка, а увеличению её несущей способности способствует повышение вязкости смазки. По мере увеличения частоты вращения или вязкости с переходом подшипника в полностью эластогидродинамический режим работы (EHL) толщина гидродинамического масляного слоя растёт (увеличение значения κ, см. «Коэффициент вязкости к»), что оказывает влияние на повышение сил трения (зона 2). При дальнейшем увеличении частоты вращения или вязкости достигается определённый предел, при котором происходит «кинематическое смазочное голодание» и нагрев смазочного материала, что приводит к стабилизации или даже снижению сил трения (зона 3).
Для точного расчёта общего момента трения в подшипнике качения следует учитывать все рабочие процессы с учётом их трибологического воздействия:
  • момент трения качения с учётом режима смазочного голодания на высоких частотах вращения и эффекта нагрева смазочного материала
  • момент трения скольжения и его влияние на качество смазывания
  • момент трения уплотнения (уплотнений)
  • потери на сопротивление в условиях смазывания масляной ванной, вспенивание, разбрызгивание и т.д.
Расчётные значения момента трения, полученные с использованием модели SKF, достаточно точно соответствуют сопротивлению вращению подшипника в реальных условиях, так как при расчёте учитываются все контактные зоны, современные конструктивные изменения и усовершенствования подшипников, а также влияние внутренних и внешних факторов.
Модель SKF для расчёта момента трения включает

M = Mrr + Msl + Mseal + Mdrag

где
=общий момент трения
Mrr 
=момент трения качения
Msl =момент трения скольжения
Mseal =момент трения уплотнений
Mdrag =потери на сопротивление в условиях смазывания масляной ванной, вспенивание, разбрызгивание и т.д. (→ «Потери на сопротивление»)
Модель SKF, предлагаемая для использования в инженерных расчётах, получена на основании более сложных вычислительных моделей, разработанных SKF. Она обеспечивает получение достаточно точных значений для следующих рабочих условий:
  • при смазывании пластичной смазкой:
    • работа только в установившемся режиме (после нескольких часов работы)
    • пластичная смазка с загустителем на основе литиевого мыла с минеральным маслом
    • заполнение свободного пространства внутри подшипника приблизительно на 30 %
    • температура окружающей среды 20 °C (70 °F) или выше
  • при смазывании маслом:
    • смазывание масляной ванной, впрыском масла или масловоздушное смазывание
    • диапазон вязкости от 2 до 500 мм2
  • нагрузки равны или превышают рекомендуемую минимальную нагрузку, что составляет как минимум:
    • 0,01 C для шарикоподшипников
    • 0,02 C для роликоподшипников
  • нагрузки постоянны по величине и направлению
  • нормальный внутренний рабочий зазор
  • постоянная частота вращения, не превышающая допустимую
Для спаренных подшипников требуется произвести расчёт момента трения отдельно для каждого подшипника, а затем сложить полученные величины. Радиальная нагрузка распределяется равномерно между двумя подшипниками. Осевая нагрузка распределяется между подшипниками в зависимости от схемы их установки.
SKF logo