Трение качения. Работа при качении тел

ТРЕНИЕ качения. РАБОТА ПРИ КАЧЕНИИ ТЕЛ [c.138]

Следовательно, при качении без скольжения работа силы трения, препятствующей скольжению, на любом перемещении тела равна нулю. По той же причине в этом случае равна нулю и работа нормальной реакции N, если считать тела недеформируемыми в силу N приложенной в точке В (как На рис. 308, а). [c.307]

Следовательно, работа движущей силы при качении упругих тел затрачивается на деформацию, трение скольжения и затухающие колебания, возникающие в зоне контакта колеса и плоскости. [c.87]

Различают трение скольжения и качения. Трение скольжения возникает при условии, когда одна и та же поверхность одного тела поступательно перемещается по поверхности другого тела. Трение качения возникает в высших кинематических парах, элементы которых работают при взаимном перекатывании поверхностей. [c.51]

Смазка подшипников. Основное назначение смазки для шарике- и роликоподшипников — обеспечение их долговечности и снижение потерь энергии на трение. Правильно пО добранная смазка должна а) уменьшать трение скольжения между телами качения и кольцами, телами качения и сепаратором, а также между сепаратором и бортами колец уменьшать трение скольжения, возникающее вследствие упругих деформаций рабочих поверхностей (тел качения и желобов) под действием нагрузки при работе подшипника б) способствовать равномерному распределению тепла во всех частях подшипника и отводить от него тепло, развивающееся вследствие работы трения в) предохранять полированные поверхности тел качения и желобов, а также остальные поверхности подшипника от коррозии [c.610]

Подшипником называют опору или направляющую, определяющую положение движущихся частей по отношению к другим частям механизма. Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения и сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцовых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба - дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения. [c.79]

Первый из них ассоциируется с созданием и разрывом адгезионных связей в точках контакта элементов подвижных сопряжений. Сила, необходимая для разрыва связей, известна как адгезионная (молекулярная) составляющая силы трения. Механизм образования адгезионных связей зависит от свойств контактирующих тел и условий трения. При скользящем контакте металлических поверхностей он связан с разрушением мостиков сварки в области взаимодействия. Для резин и резиноподобных полимеров диссипация энергии имеет место в процессе термического перехода молекулярных цепей от одного равновесного состояния к другому. Адгезионная компонента силы трения зависит также от свойств поверхности обоих контактирующих тел. Интересный подход к моделированию адгезионного взаимодействия в скользящем контакте развит в работах [12, 171], в которых рассмотрено движение третьего тела - среды между взаимодействующими поверхностями, свойства которой зависят от механических характеристик поверхностей контактирующих тел, граничных пленок, свойств частиц, отделившихся с поверхностей в процессе трения, и т. д. Метод расчёта адгезионной составляющей силы трения при качении изложен в 2.7. [c.132]

Для создания благоприятных условий работы шарико- и роликоподшипников на них постоянно должна воздействовать определенная минимальная нагрузка, особенно если они работают при высоких частотах вращения, когда силы инерции тел качения и сепаратора, а также трение в смазочном материале могут оказывать отрицательное воздействие на условия качения в подшипнике и вызывать проскальзывание шариков или роликов по дорожке качения. [c.223]

В 114 было установлено, что если связью является неподвижная поверхность (или кривая), трением о которую можно пренебречь, то при скольжении тел вдоль такой поверхности (кривой) работа реакции N равна нулю. Затем в 148 было показано, что если пренебречь деформациями, то при качении без скольжения тела по шероховатой поверхности работа нормальной реакции N и силы трения Р (т. е. касательной составляющей реакции) равна нулю. Далее, работа реакции Л шарнира (см. рис. 10), если пренебречь трением, будет также равна нулю, поскольку точка приложения силы Л при любом перемещении системы остается неподвижной. Наконец, если на рис. 322 материальные точки и В рассматривать как связанные жестким (нерастяжимым) стержнем В1В , то силы и будут реакциями стержня работа каждой из этих реакций при перемещении системы не равна нулю, но сумма этих работ по доказанному дает нуль. Таким образом, все перечисленные связи можно с учетом сделанных оговорок считать идеальными. [c.377]

Сопротивление от качения колес по рельсам. При качении колеса по рельсу происходит сжатие материала бандажа и рельса, прогиб рельсов, трение скольжения вследствие относительного перемещения прижатых друг к другу бандажа рельса, трение соприкасающихся поверхностей рельса, шпал и балласта, износ бандажей и рельсов вследствие возникающих на их поверхности в контактных площадках пластических деформаций из-за развивающихся больших напряжений. Все эти явления вызывают расход энергии, который эквивалентен работе силы сопротивления от перекатывающегося колеса по рельсу. Если бы бандажи колес и рельсы были бы телами абсолютно жесткими, то во время движения соприкосновение их между собой осуществлялось бы в точке, причем сила реакции от рельса на колесо в точности равнялась по величине нагрузке от колеса на рельс и совпадала с ней по линии действия (по вертикали). Но бандажная и рельсовая сталь обладают свойством упругости. Вследствие этого и больших давлений, передаваемых колесом на рельс, соприкосновение их происходит не в точке, а по небольшой контактной площадке, имеющей форму эллипса. [c.72]

Рассмотрим теперь тело I, движущееся по поверхности неподвижного тела II. В общем случае силы реакций сводятся к нормальной реакции и к силе трения скольжения, а также к двум парам, оказывающим сопротивление качению и верчению (см. 2, гл. III) виртуальные перемещения тела поступательное перемещение в общей касательной плоскости вместе с точкой контакта в качестве полюса и вращательное перемещение вокруг этой точки. При бесконечно малом перемещении тела работу дает сила трения скольжения на поступательном перемещении и пары сопротивления качению и верчению — на вращательном если движение происходит без скольжения, то элементарная работа силы трения скольжения равна нулю если, как это часто делается, пренебречь работами сопротивления качению и верчению, то эта связь может считаться идеальной ). [c.341]

Физические явления, вызывающие трение качения, изучены мало в технических расчетах пользуются в основном данными, полученными при экспериментах, проводимых над различными конкретными объектами катками, колесами, роликами и шариками в подшипниках и т. д. Опыт показывает, что сопротивление перекатыванию зависит от упругих свойств материалов, соприкасающихся тел, кривизны соприкасающихся поверхностей и величины прижимающей силы. На преодоление сопротивлений при перекатывании тел тратится работа. Работа эта расходуется на деформацию поверхностей соприкасания. Пусть, например, имеется неподвижный цилиндр, лежащий на плоскости (рис. 432) и нагруженный некоторой силой Q. [c.323]

Материалы сталь — пластмасса предъявляют менее высокие требования к точности изготовления п отделке контактирующих поверхностей. Такие передачи работают всухую. В связи с большим коэффициентом трения давление на валы меньше, чем при металлических телах качения. К. п. д., как и вообще для передач с одним неметаллическим [c.429]

Текстолит по стали предъявляет менее высокие требования к точности изготовления и отделке контактирующих поверхностей. Передачи работают всухую. В связи с большим коэффициентом трения на валы действуют меньшие силы, чем при металлических телах качения, к. п. д. получается ниже, габариты — несколько большими. [c.438]

Смазка подшипников качения предохраняет их от коррозии, >уменьшает шум при работе и потери на трение скольжения между кольцами и Телами качения, между сепаратором и телами качения, улучшает отвод тепла, улучшает уплотнение. [c.344]

При работе подшипников качения со значительными нагруз ками возможность жидкостного трения в них, особенно при не высоких числах оборотов, маловероятна. Необходимо, впрочем отметить, что наличие упругих деформаций между телами качения и кольцами, с одной стороны, и увеличение вязкости масла с по вышением давления на площадках контакта, с другой стороны делает возможность жидкостной смазки более вероятной, нежели это следует из классической теории. [c.283]

Замена трения скольжения трением качения в винтовой паре возможна либо при использовании вместо гайки роликов, свободно вращающихся на своих осях, либо при применении тел качения (шариков, а иногда роликов). На рис. 2.21 показана шариковая пара, у которой в резьбу между винтом 1 и гайкой 4 помещены шарики 2. Шарики катятся по канавкам ходового винта и гайки. При вращении винта шарики, перекатываясь по канавке, попадают в отверстие гайки и, проходя по желобу 5, через второе отверстие снова возвращаются в винтовую канавку. Таким образом шарики постоянно циркулируют в процессе работы передачи. Как правило, в шариковых парах применяют устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга. [c.43]

Во втором случае предполагается, что трение качения отсутствует, а трение скольжения имеется. Несмотря на наличие силы трения, ее возможная работа будет равна нулю, так как точка тела, к которой приложена эта сила, имеет скорость, равную нулю (мгновенный центр скоростей). По той же причине в этом случае равна нулю и возможная работа нормальной реакции N. Следовательно, сумма возможных работ сил реакций и при всяком возможном перемещении катящегося тела тоже будет равна нулю. Таким образом, в этом случае условие идеальности связей (14) будет соблюдено. [c.765]

Не меньшее значение имеет и угол наклона упругой линии вала 6 (угол поворота поперечных сечений) при изгибе, особенно для работы подшипников (при больших 0 может произойти защемление тел качения, повышается трение и нагрев). [c.517]

Жидкостные смазки (минеральные масла и др.) применяют для подшипников при окружных скоростях вала свыше 10 м/с. Жидкие смазки обладают значительно меньшим внутренним сопротивлением и потерями на трение, более стабильны и способны работать как при высоких, так и при низких температурах, позволяют применять циркуляционную систему подачи смазки, ее охлаждение, фильтрацию, способны проникать в узкие зазоры, обеспечивают хороший отвод теплоты и удаление продуктов износа, допускают смену смазки без разборки подшипниковых узлов. Однако жидкие смазки требуют более сложных уплотнений и регулярного наблюдения за подачей, менее экономичны. К зависимости от условий работы жидкую смазку можно подавать в подшипник различными способами с помощью масляной ванны в корпусе подшипника (уровень смазки в ванне не должен быть выше центра нижнего тела качения), разбрызгиванием из масляной ванны посредством одного из быстроходных колес или специальных крыльчаток. [c.535]

Механизм качения в большой степени зависит от количества, вязкости, поверхностной активности и пьезокоэффициента вязкости и смазочного материала, находящегося в зоне контакта при качении. В условиях трения при граничной смазке работа сил трения на контакте при качении упругих тел, в основном, зависит от поверхностной активности и прочностных свойств масляной пленки, т.е. физико-химических свойств смазочного материала, а также от свойств поверхностного слоя деталей, которые взаимодействуют со смазочным материалом. Большое влияние на работоспособность тел качения оказывает шероховатость рабочих поверхностей. Способность смазочных материалов удерживаться на поверхностях трения тяжело нагруженного контакта в условиях граничной смазки возрастает с увеличением в определенных пределах микро- и макронеровностей на контактирующих поверхностях. Однако возрастающая при этом неравномерность распределения давления увеличивает опасность разрыва защитной пленки и задира поверхностей. С другой стороны, слишком высокая чистота поверхностей трения не способствует удержанию защитных пленок на поверхностях тел качения . Видимо, существует определенный уровень шероховатости рабочих поверхностей деталей, при котором смазоч- [c.80]

Подшипники ка.чен ия (рис. 292) состоят из внутреннего / и наружного 2 колец, которыми соединяются с цапфами и корпусами. Между кольцами заключены тела качения 3 При относительном движении колец тела качения перекатываются по внутренней /< и наружной Кн дорожкам качения. Вследствие этого между подвижными поверхностями подшипников возникает трение качения. Сепараторы 4 направляют и удерживают на равных расстояниях тела качения при работе подшипников. [c.433]

Если твердые тела соединены шарнирами без трения, то в шарнире возникают только нормальные реакции, перпендикулярные элементарным относительным переме щениям, и поэтому работа реакции шарниров без трений равна нулю. При соединении твердых тел гибкой нерас-тяжимой нитью реакции нити, приложенные к телам, равны по модулю и противоположны по направления.м. Так как нить нерастяжиаса, то перемещения всех ее точек одинаковы, и поэтому сумма работ реакций нити равна нулю. Наконец, если связь осуществляется за счет относительного качения тел друг но другу без проскальзывания, то точки контакта имеют одинаковые скорости [c.222]

В землеройных и дорожных машинах многие сопряженные детали (зубчатые колеса, рейки и полузвездоч-ки роторных экскаваторов, детали фрикционных передач, подшипники качения, опорные катки, звездочки и направляющие колеса гусеничного хода) испытывают при работе трение качения. При качении материал взаимодействующих тел подвергается упругому сжатию с уплотнением поверхностного слоя, что в дальнейшем приводит к усталостному разрушению поверхности детали. При наличии абразива в качестве контртела или [c.28]

До сих нор мы рассматривали трение, в том числе трение качения, как результат действия сил мея ду поверхностями, либо сонрикасаюш,имися непосредственно, либо разделенными смазочной прослойкой. В последнем случае трение определяется явлениями течения, происходящими внутри этой прослойки. Как показал Табор, при трении качения играют роль также и те деформации обоих тел, которые наступают под влиянием внешней нагрузки в области вблизи участка контакта. При качении вследствие перемещения участка контакта непрерывно идут два процесса деформирование новых и новых областей обоих тел и спад и исчезновение деформации областей, деформированных ранее. При неидеальной упругости, характерной для реальных тел, работа, затрачиваемая на деформацию любого участка каждого тела, не возвращается полностью при уничтоя ении деформации (упругий гистерезис). Таким образом, при качении должна непрерывно тратиться, переходя в тепло, работа на упругое деформирование. [c.227]

Смазка подшипников качения. Природа трения в щариковых и роликовых подшипниках и подпятниках такова, что смазка в них не может уменьшить этого трения, так как работа трения фактически расходуется здесь на деформацию соприкасающихся тел, а работа эта не изменится, если между телами поместить слой смазочной жидкости. Напротив, в этом случае к трению твердых тел прибавится еще и трение жидкости. Правда, при вращении шариков и роликов происходит соприкосновение их между собой и с направляющими обоймами и в этих местах неизбежно возникает трение скольжения, здесь смазка будет безусловно полезна,но вообще говоря,в подшипниках с трением качения смазка имеет совершенно другое значение чем в подшипниках со скользящим трением. В роликовых и шариковых подшипниках смазка предназначается главным образом для заполнения и как бы выравниваниямикронеровностейнаповерхностях соприкосновения, которые всегда будут, как бы тщательно эти поверхности ни были отделаны и отполированы. Смазка также предохраняет полированные поверхности шариков, роликов и колец от ржавчины и разъедания. Наконец, смазка, замыкая подшипник и вал как бы в одно целое и создавая около подшипника замкнутое пространство, препятствует проникновению в подшипник пыли, влаги, вредных газов и других загрязнений и тем самым сохраняет его от разрушения в условиях эксплуатации. [c.392]

В связи с тем, что время действия теплового источника для опережающей и отстающей поверхности при качении со скольжением тел будет различным, при прочих равных условиях глубина воздействия, величина теплового слоя будут больше на отстающей поверхности. Если также учесть, что материал или смазка поверхности, находящаяся на отстающей поверхности будут подвергаться более продолжительному температурному влиянию в контакте, то при прочих равных условиях интенсивность изнашивания (износ на единицу пути трения) на отстающей поверхности должна быть больше. Теоретический вывод подтвержден экспериментально. Различие наблюдали при исследовании износостойкости твердых материалов даже при работе в вакууме. Приняв форму пятна контакта в виде круга с радиусом ГфИ с равномерно распределенной тепловой интенсивностью q =fPVf. получаем следующие зависимости [c.176]

СИЛА [Магнуса действует на тело, вращающееся в набегающем на него потоке жидкости или газа, направленная перпендикулярно к потоку и оси вращения нормального давления — часть силы взаимодействия тел, направленной по нормали к поверхности их соприкосновения оптическая линзы в воздухе — величина, обратная фокусному расстоянию линзы поверхностная приложена к поверхности тела подъемная — составляющая полной силы давления на движущееся в газе или жидкости тело, направленная перпендикулярно к скорости тела равнодействую1цая эквивалентна действию на тело системы сил света — отношение светового потока, распространяющегося от источника в рассматриваемом направлении внутри малого телесного угла, к этому углу термоэлект-родви ку цая возникает в электрической цени, составленной из разнородных проводников, контакты между которыми имеют различную температуру тока — отношение электрического заряда, переносимого через сечение проводника за малый интервал времени, к /гому интервалу трения (препятствует относительному перемещению соприкасающихся тел, слоев жидкости или газа качения действует на цилиндрическое или шарообразное тело, катящееся без скольжения цо плоской или изогнутой поверхности покоя имеет максимальное значение составляющей взаимодействующих тел и направлена по касательной к поверхности соприкосновения скольжения действует при движении соприкасающихся тел и направлена по касательной к поверхности их соприкосновения) тяжести — равнодействующая силы гравитационного взаимодействия тела с Землей и центробежной силы инерции, обусловленной вращением Земли фотоэлектродвижушая — ЭДС, возникающая в полупроводнике при поглощении в нем электромагнитного излучения электродвижущая (ЭДС) — характеристика источника тока, определяемая работой, затрачиваемой на перемещение единичного положительного заряда по замкнутому контуру] [c.275]

Крайних рядов и долговечность подшипника будет намного ниже расчетной. На рис. 54 показано состояние дорожек качения внутреннего кольца вышедшего из строя многорядного подшипника чистовой клети проволочного стана с характерными для работы при значительном перекосе и относительно небольшой нагрузке следами разрушения на дорожках качения крайних рядов роликов. При больших давлениях металла на валки на характер распределения нагрузки между рядами тел качения в большей степени влияют усилия от трения в сферических подпятниках (т. е. усилия от момента М ) и чаще разрушаются дорожки качения, расположенные ближе к бочке валка. Ориентировочно определив моменты трения Мх и можно при проектировании валковых опор создать условия для наиболее равномерного распределения нагрузки между рядами тел качения многорядного роликоподшипника путем смещения его центра относительно оси подпятника на величину а. Измерение моментов трения Мх и производится с помощью тензометрических датчиков, устанавливаемых на элементах осевой фиксации подушек (рис. 55, а), на подпятни ках нажимного устройства (рис. 55, б) или на специальных измерительных подшипниках (рис. 55, б), у которых на дорожках качения наружных колец в центре зоны нагружения прошлифованы узкие канавки под датчики, которые при прохождении роликов фиксируют характер распределения нагрузки между рядами. При исследовании работоспособности многорядных роликоподшипников на стенде конструкции ВНИИМЕТМАШа (рис. 56) [c.480]

Сеп аторы подшипников массовых типов штампуются из тонколистовой стали, а в некотор случаях - из латуни. Они состоят из двух так называемых змейковых полусепара торов, соединенных заклепками или загибшо-щимися усиками. Широко применяются также корончатые сепараторы из полиамидных смол. И те и другие базируются по телам качения. Некоторые крупногабаритные подшипники, а также предназначенные для работы при высоких частотах вращения, имеют массивные сепараторы. Они могут быть изготовлены из различных материалов, у которых трение скольжения при взаимодействии с телами качения при наличии соответствующего смазочного материала относительно невелико. Они могут быть изготовлены из пластмассы, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов и других материалов. Их базирование чаще всего производится по бортам наружных колец. [c.10]

Среди работ А.Ю. Ишлинского важное место занимают публикации, посвя-ш,енные изучению трения и особенностей его проявления при разных видах пере-меш,ения тел. Им построена теория трения качения жесткого катка по упругому и вязкоупругому основанию [1-3], позволившая изучить влияние относительного проскальзывания поверхностей в пределах плош,адки контакта (этот источник диссипации энергии при качении впервые был обнаружен О. Рейнольдсом [4]), и несовершенной упругости реальных материалов (см. [5]) на сопротивление перекатыванию тел. Эти исследования, проведенные на упрош,енных стерженьковых моделях упругого и вязкоупругого материала, позволили, в частности, объяснить немонотонную зависимость силы трения качения от скорости, установить зависимость сопротивления качению от коэффициента трения скольжения взаимодействующих тел, определить все контактные характеристики (распределение нормальных и тангенциальных напряжений, величину относительного проскальзывания, момент трения качения и т. д.). В дальнейшем развитие теории трения качения шло по пути усложнения моделей взаимодействующих тел, одновременного учета нескольких факторов, влияющих на сопротивление перекатыванию. Подробный обзор работ в этом направлении можно найти в монографиях [6-8]. [c.279]

В отличие от коленчатых валов рядных моторов коленчатые валы звездообразных авиадвигателей обычно устанавливаются коренными шейками в подшипниках качения. Следовательно, для коренных шеек коленчатых валов звездообразных двигателей требования в отношении износоустойчивости их поверхности иные, чем для поверхностей коренных шеек коленчатых валов рядных машин. Шатунные же шейки коленчатых валов звездообразных двига телей обычно работают при трении скольжения. Поэтому у многих звездообрал ных двигателей шатунные шейки подвергаются повышению поверхности. I твердости. [c.143]

Лабораторные эксперименты по влиянию гранности поверхностного слоя шаров из стали ШХ-15 показали, что в диапазоне значений p+v=0,13...0,52 мкм величина гранности оказывает существенное влияние на число циклов нагружений до усталостных разрушений. При работе шаров в пластичной долотной смазке "Долотол А-УМ" наибольшее число циклов нагружений до усталостных разрушений поверхностного слоя шаров имеет место P+V=0,13 мкм и составляет 95 10 циклов. Увеличение гранности поверхностного слоя шаров ведет к снижению контактной выносливости тел качения и при P+V=0,52 мкм число нагружений до усталостных разрушений поверхностного слоя шаров из стали ШХ-15, работавших в пластичной смазке "Долотол А-УМ", уменьшилось в 1,6 раза. Аналогичные результаты по снижению работоспособности узла трения качения отмечаются при изнашивании шаров в пластичных смазках XG-412hRG-502. [c.83]

Рассмотрение данных, представленных в таблице, позволяет отметить, что при изнашивании тел качения в пластичных смазочных материалах с различными физико-химическими свойствами отмечается снижение значений величин шероховатости, волнистости и гранности. Наиболее низкие значения параметров микрогеометрии поверхноостного слоя тел качения отмечаются при работе узла трения в пластичных смазочных материалах с оловосодержащей присадкой. Повышение качества дорожек качения шаров при изнашивании в оловосодержащем смазочном материале связано с тем. что в процессе трения происходит трибомодификация поверхностного слоя элементами оловосодержащей присадки. С привлечением рентгеноспектрального и послойного Оже-спектрального [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...