Тепловой расчет подшипников в машиностроении

Температура подшипника во время работы отличается от его температуры в нерабочем состоянии, что свидетельствует о повышении температуры при эксплуатации подшипника. Основные причины такого повышения температуры можно разделить на два основных аспекта:

Во-первых, внешняя теплопроводность. Тепло, выделяемое при работе внешних механических компонентов, приводит к общему повышению температуры во всех частях механизма. Это тепло передается на подшипники, что приводит к их нагреву.

Для двигателей и редукторов это происходит двумя способами:

1) В случае с двигателями основными источниками тепла во время работы являются обмотки и сам сердечник. Хорошо известная потеря тепла из-за потери меди при работе двигателя вызвана теплом, выделяемым при прохождении тока по проводу.

Потери в железе означают тепло, выделяемое самим сердечником при изменении магнитного поля во время работы двигателя. Эти две части являются основными источниками тепла двигателя, и это тепло отводится к подшипникам через основание, вал и торцевую крышку, вызывая тем самым повышение температуры подшипников.

2) В коробках передач зацепление шестерен приводит к выделению тепла при трении. Это тепло передается через шестерни, вал и основание. Возбуждение смазочного масла, передаваемого к подшипникам, также способствует повышению температуры подшипников.

Во-вторых, тепловыделение самих подшипников. Во время работы подшипника во внутренней среде подшипника возникают трение качения, трение скольжения, потери на сопротивление, трение уплотнения и другие соответствующие виды трения. Эти трения рассеиваются в виде тепла, что приводит к повышению температуры самого подшипника.

Инженеров по оборудованию сильно беспокоит температура, присущая подшипникам, поэтому иногда возникает необходимость оценить температуру подшипников. В этой статье представлен простой метод решения этой проблемы.

Прежде чем приступать к фактическим расчетам, можно сделать приблизительную оценку состояния нагрева двух вышеупомянутых деталей. Причина такой оценки заключается в том, что на месте, если нельзя произвести конкретные расчеты, можно хотя бы в общих чертах оценить и понять причины нагрева подшипников, что поможет определить, является ли состояние объекта нормальным или нет.

Мы знаем, что для подшипников качения большую часть внутреннего трения составляет трение качения. Природа трения качения определяет, что его величина должна быть небольшой. Обратите внимание, что это определяется характеристиками подшипников качения, иначе зачем нужны подшипники качения?

Не забывайте, что цель изобретения подшипников качения - уменьшить трение и снизить крутящий момент. Доля трения скольжения в подшипниках качения должна быть очень мала, иначе их нельзя назвать подшипниками качения.

В то же время потери смазки при перемешивании в подшипниках качения, по сравнению с другими видами трения, также не должны быть большой величиной. Таким образом, тепло, выделяемое при движении подшипника качения, само по себе не является основным источником тепла, а должно быть второстепенным фактором для общего повышения температуры подшипника.

Основным фактором, вызывающим значительное повышение температуры в подшипниках, является тепло, выделяемое самим оборудованием. Тепло, выделяемое самим оборудованием, оценивается при проектировании оборудования. Это тепло, передаваемое подшипникам с учетом теплоотвода и других факторов, обычно меньше или равно общему количеству тепла, выделяемого самим оборудованием.

Основываясь на этих знаниях, при столкновении с нагревом подшипников на месте, можно сначала проверить распределение температуры нагревающихся подшипников оборудования, а затем рассмотреть нагревательные элементы самого подшипника.

Если температура подшипника значительно превышает температуру оборудования, это должно вызывать беспокойство, поскольку в этот момент тепло, выделяемое подшипником, становится основным источником тепла, что указывает на то, что состояние внутреннего трения больше не является нормальным.

Расчет тепла, выделяемого самим подшипником, начинается с расчета его трения. Как правило, тепло, выделяемое самим подшипником, можно рассчитать через его момент трения, формула которого выглядит следующим образом:

Q=1.05*10^-4Mn

• M: Суммарный момент трения подшипника
• n: Скорость вращения подшипника.

Заинтересованные инженеры могут рассчитать долю тепла подшипников в общем тепловыделении их оборудования. Это позволит получить качественное и количественное представление о двух стадиях выделения тепла подшипниками.