Подшипник Качения Коэффициент Трения

Пусть на тело вращения, располагающееся на опоре, действуют

  • — внешняя сила, пытающаяся привести тело в состояние качения или поддерживающая качение и направленная вдоль опоры;
  • — прижимающая сила;
  • — реакция опоры.

Если векторная сумма этих сил равна нулю

то ось симметрии тела движется равномерно и прямолинейно или остаётся неподвижной (см. рис. 1). Вектор определяет силу трения качения, противодействующую движению. Это означает, что прижимающая сила уравновешивается вертикальной составляющей реакции опоры, а внешняя сила уравновешивается касательной составляющей реакции опоры.

Рис. 2. — внешняя сила; — сила трения качения; — радиус тела вращения;

Равномерное качение означает также, что сумма моментов сил относительно произвольной точки равна нулю. Из равновесия относительно оси вращения моментов сил, изображённых на рис. 2 и 3, следует:

откуда

где

  • — сила трения качения;
  • — коэффициент трения качения, имеющий размерность длины (следует отметить важное отличие от коэффициента трения скольжения, который безразмерен);
  • — радиус катящегося тела;
  • — прижимающая сила.
Рис. 3. Момент силы трения действующий против часовой стрелки (относительно мгновенного центра вращения в зоне контакта — правого конца отрезка ) и тормозящий качение тела вправо; — прижимающая сила; — коэффициент трения качения, равный длине плеча силы .

Эта зависимость подтверждается экспериментально. Для малой скорости качения сила трения качения не зависит от величины этой скорости. Когда скорость качения достигает значений, сопоставимых со значениями скорости деформации в материале опоры, трение качения резко возрастает и даже может превысить трение скольжения при аналогичных условиях.

Определим для подвижного цилиндра момент, тормозящий вращательное движение тела. Рассматривая данный момент относительно оси вращающегося колеса (например, колеса автомобиля), находим, что он равен произведению тормозного усилия на оси на радиус колеса. Относительно точки контакта движущегося тела с землей момент будет равен произведению внешней силы, уравновешивающей силу трения, на радиус колеса (рис. 2):

.

С другой стороны, момент трения равен моменту прижимающей силы на плечо, длина которого равна коэффициенту трения качения :

  • — момент силы трения в [Н] · [м];
  • — радиус тела качения;
  • — внешняя сила;
  • — коэффициент трения качения в [м].

Из выписанного выше уравнения следует, что коэффициент трения качения может быть определен как отношение момента трения качения к прижимной силе :

Подшипники Качения Допуски и Посадки

Подшипники Качения Классификация

Подшипники Качения Скольжения

Подшипники Скольжения Виды Трения