Анализ влияния материала тел качения на величину центробежных сил и потери на трение в подшипниках качения со стальными и керамическими шариками

Abstract

Рассмотрены вопросы влияния материала тел качения радиально-упорного шарикоподшипника на напряжения в точке контакта тела качения и колец подшипника. Для определения угла контакта была решена нестационарная нелинейная объемная задача взаимодействия шарика и дорожки качения. Определены значения контактных напряжений для керамических и стальных тел качения гибридного шарикоподшипника. Показано, что с точки зрения контактной прочности керамические тела качения рассмотренного размера имеют преимущества при частотах вращения более 7000 рад/с. Оценена удельная мощность трения в результате дифференциального проскальзывания тел качения по дорожке качения. Показано, что при низких частотах вращения интегральная мощность трения керамических тел качения по стальным кольцам подшипника мало отличается от мощности трения стальных тел качения, в то время как при частотах вращения порядка 7000 рад/с мощность трения керамических тел качения почти в два раза меньше мощности трения стальных тел качения.

Розглянуто питання впливу матеріалу тіл кочення радіально-упорного шарикопідшипника на напруги в точці контакту тіла кочення й кілець підшипника. Для визначення кута контакту була вирішена нестаціонарна нелінійна об'ємна задача взаємодії кульки й доріжки кочення. Визначено значення контактних напружень для керамічних і сталевих тіл кочення гібридного шарикопідшипника. Показано, що з погляду контактної міцності керамічні тіла кочення розглянутого розміру мають переваги при частотах обертання більше 7000 рад/с. Оцінено питому потужність тертя в результаті диференціального проковзування тіл кочення по доріжці кочення. Показано, що при низьких частотах обертання інтегральна потужність тертя керамічних тіл кочення по сталевих кільцях підшипника мало відрізняється від потужності тертя сталевих тіл кочення, однак при частотах обертання порядку 7000 рад/с потужність тертя керамічних тіл кочення майже у два рази менше потужності тертя сталевих тіл кочення.