Последовательность выполнения работы. 1. Перед началом испытаний необходимо заполнить таблицу для отчета (табл
1. Перед началом испытаний необходимо заполнить таблицу для отчета (табл. 3.1). Данные о подшипниках берутся из каталога. Максимальная нагрузка выбирается из условия обеспечения долговечности подшипника 
=5000 ч.
, (3.13)
где 
- ресурс в млн. оборотов;
- эквивалентная нагрузка;
- показатель степени, =3 - для шарикоподшипников и =10/3 - для роликоподшипников.
Связь между ресурсом в млн. об. и долговечностью в часах
. (3.14)
Эквивалентная нагрузка на один подшипник равна
, (3.15)
где 
- нагружающая сила.
Таким образом, максимальная нагружающая сила равна
. (3.16)
Таблица 3.1.
Характеристика подшипника качения
| Наименование подшипника | - | ||
| Номер подшипника | - | ||
| Диаметр отверстия под вал | d, мм | ||
| Наружный диаметр | D, мм | ||
| Диаметр расположения шариков | D0, мм | ||
| Допустимая эквивалентная нагрузка при Lh =5000 час | n=970 об/мин | Р, Н | |
| n=1880 об/мин | |||
| n=2860 об/мин |
2. Установить одну из возможных частот вращения вала ( 
970, 1880 или 2860 об/мин) перестановкой ремня клиноременной передачи 1 (рис. 3.6).
3. Поворотом винта 3 (рис. 3.8) установить небольшую нагрузку. Поставить шкалу индикатора в нулевое положение. Перемещением грузика 4 установить стрелку маятника 8 в нулевое положение.
4. Первый замер делают без нагрузки (момент трения, не зависящий от нагрузки 
, будет равен полному моменту трения подшипника 
). Затем производятся замеры при различных значениях нагрузки. Усилие нагружения определяют по индикатору и тарировочному графику динамометрической пружины. На каждой ступени нагружения измеряют момент трения по шкале измерительного устройства.
5. Изменить число оборотов вала путем переустановки клинового ремня (при отключенной установке) и произвести ту же серию испытаний.
6. После проведения испытаний на всех частотах вращения проводятся те же действия только при смазанном подшипнике. Для этого вращением винта 5 установить уровень смазки до середины тела качения.
7. По результатам измерений вычисляются значения 
, для чего суммарный момент трения выражается через приведенный коэффициент трения, отнесенный к посадочному диаметру вала d,
, (3.17)
и более точно момент трения в подшипниках качения, как говорилось выше, представляют состоящим из двух слагаемых: независящего от нагрузки и пропорционального ей:
, (3.18)
где 
- момент трения, независящий от нагрузки
; (3.19)
- момент, зависящий от нагрузки
. (3.20)
В лабораторной установке усилие на динамометре создает на каждом из подшипников радиальную нагрузку 
, а так как в установке четыре подшипника, то момент трения будет равен
. (3.21)
Откуда значение приведенного коэффициента трения
. (3.22)
Результаты занести в таблицу 3.2.
8. Провести расчет подшипников качения в системе автоматизированного проектирования APM WinMachine в модуле APM WinBear.
1. Выбирается тип подшипника и его параметры
Рис. 3.9. Выбор подшипника
При выборе подшипника следует воспользоваться базой данных.
Рис. 3.10. База данных подшипника
2. Далее назначается степень точности подшипника из базы данных по значениям диаметров наружных и внутренних колец.
Рис. 3.11. Выбор класса точности
3. Вводятся условия работы подшипника: скорость вращения, нагрузка.
Рис. 3.12. Условия работы подшипника
Провести расчет и вывести на экран его результаты.
Рис. 3.13. Результаты расчета
Результаты расчетов заносятся в таблицу для отчета (табл. 3.2).
9. После определения значений моментов и коэффициентов трения строят график зависимостей 
, 
для различных условий смазывания подшипников.
10.Провести сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных. Сделать выводы о сходимости полученных результатов.
11. Провести обработку теоретических и опытных данных, представить результаты в графическом виде, сделать сравнительный анализ результатов и выводы по работе.
12. Подготовить отчет по лабораторной работе и ответить на контрольные вопросы.
Таблица 3.2.
Результаты исследований
| Число оборотов вала | Нагрузка по динамометру Q, Н | Нагрузка на подшипник Fr, Н | Моменты трения, Н·м | Коэффициент трения | ||||||||||
|
| 
| 
| 
| 
| |||||||||
| Без заполнения маслом | ||||||||||||||
| n=970 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
| n=1880 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
| n=2860 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
| Заполнением маслом | ||||||||||||||
| n=970 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
| n=1880 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
| n=2860 об/мин | 1 значение | |||||||||||||
| 2 значение | ||||||||||||||
| 3 значение | ||||||||||||||
| 4 значение | ||||||||||||||
Контрольные вопросы
1. Что понимается под термином “энергетические” потери в подшипнике?
2. Какие виды трения имеют место в подшипниках качения?
3. Каковы современные представления о природе трения качения?
4. Как зависят различные составляющие потерь на трение в подшипнике с увеличением нагрузки?
5. Что понимается под условным коэффициентом трения в подшипнике качения?
6. Как осуществляется нагружение в подшипника в установке?
7. Каким образом осуществляется замер момента трения в подшипниках?
Лабораторная работа №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ
4.1 Цель работы
Исследование характеристик трения в смазочном слое гидродинамического подшипника скольжения.