§ 16.18. Кинематика подшипника

Кинематика подшипника. Шарик в подшипнике совершает планетарное движение. На рис. 16.16 изображен план скоростей для случая вращения внутреннего кольца. Здесь
vl =(oDl /2; v0 = v1 /2.
Угловая скорость шарика вокруг своей оси

 

 

 

 

 

Угловая скорость шарика вокруг оси вала, или угловая скорость сепаратора,

 

Итак, сепаратор вращается в ту же сторону, что и вал, с угловой скоростью, равной примерно половине угловой скорости вала.
Формула (16.21) позволяет отметить, что угловая скорость сепаратора зависит от размеров шарика. Чем больше Dw при постоянном Dl9 тем меньше сос. При неточном изготовлении шариков большие из них тормозят, а меньшие ускоряют сепаратор. Между сепаратором и шариками могут возникать значительные давления и силы трения. С этим связаны износ шариков и сепараторов, увеличение потерь в подшипнике и случаи поломки сепараторов. Это обусловливает также высокие требования к точности изготовления
деталей подшипника и ответственность сепаратора как одной из этих деталей.
Контакт шарика с кольцами осуществляется по некоторой дуге aba (рис. 16.16). Скорости точек а и b при качении шарика различны. Если допустить, что в точке b нет скольжения, то оно будет в точке а. Таким образом, в шариковых подшипниках наряду с трением качения наблюдается трение скольжения. Это создает дополнительный износ и потери в шариковых подшипниках. В роликовых подшипниках все точки контакта одинаково удалены от оси роликов. Здесь наблюдается чистое качение. Потери и износ в роликовых подшипниках меньшие, чем в шариковых.
Динамика подшипника. Каждый шарик или ролик подшипника (рис. 16.17, а) прижат к наружному кольцу центробежной силой

 

 

где т — масса шарика или ролика.
 

Ранее отмечалось, что контактные напряжения у внешнего кольца меньше, чем у внутреннего, поэтому дополнительная нагрузка центробежными силами практически не влияет на работоспособность подшипника. Это положение остается справедливым только до некоторых значений частот вращения, которые считаются нормальными для данного подшипника (см. примеры в табл. 16.2). У высокоскоростных подшипников влияние центробежных сил возрастает. Центробежные силы особенно неблагоприятны для упорных подшипников (рис. 16.17,6). Здесь они расклинивают кольца и могут давить на сепаратор — повышаются трение и износ.