СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ПОДШИПНИКА
METHOD OF DETERMINING COEFFICIENT OF BEARING FRICTION

Изобретение относится к способам измерения трения в подшипниках.
Известен метод определения коэффициента трения и интенсивности изнашивания ОСТ 92-4613-2012, который и был принят авторами за аналог.
Данный способ заключается в определении силы (коэффициента) трения и интенсивности изнашивания, перемещающихся относительно друг друга пар трения (подшипника) из испытываемых материалов с постоянными и переменными скоростями скольжения, статическими нагрузками и температурами в течение определенного заданного времени. Нагрузка прилагается к подшипнику. Однако если рассматривать случай, когда на подшипник нагрузка приходит через плечо определенной длины, при расчете силы (коэффициента) трения необходимо учитывать размер плеча. Также если рассматривать подшипники, которые устанавливаются, например, в элементах управления ракеты (элевоны, элероны), где максимальный поворот происходит на небольшие углы, не более 25°, необходимо рассматривать случай качания подшипников.
В силу вышеизложенного, с учетом приложения нагрузки через плечо определение коэффициента трения подшипника заключается в создание усилия на подшипник от нагрузочного устройства, а также создание дополнительного усилия от силовозбудителя, причем усилия, приложенные к подшипнику от нагрузочного устройства и от силовозбудителя, создаются на равных, но противоположных плечах с последующим расчетом коэффициента трения по формуле
,
1
где F - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя;
2
F - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства;
L - плечо приложения силы;
D - диаметр подшипника.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами на примере измерения коэффициента трения шарнирного подшипника на стенде, показанном на фиг. 1-4, где изображен общий вид и сечение по отдельным элементам.
На фиг. 1-4 указаны позиции в следующем порядке:
1 - шарнирный подшипник;
2 - внутреннее кольцо;
3 - наружное кольцо;
4 - ось;
5 - качалка;
6 - кронштейн;
7 - нагрузочное устройство;
8 - силовозбудитель;
9 - тяга;
10 - тяга;
11 - нагревательный элемент.
Стенд состоит из шарнирных подшипников (1), один из которых установлен в центре качалки (5), а два других по ее концам. Подшипник (1) содержит внутреннее кольцо (2), в котором размещена ось (4), и наружное кольцо (3). Ось (4) подшипника (1), расположенного в центре качалке (5), шарнирно установлена в кронштейне (6). Оси (4) подшипников (1), расположенных по концам качалки (5), шарнирно соединены с тягами (9) и (10) нагрузочного устройства (7) и силовозбудителя (8).
Реализуется предлагаемый способ измерения коэффициента трения шарнирного подшипника следующим образом.
1
2
При подаче управляющего сигнала на силовозбудитель (8) тяга (10) перемещается на расчетную величину и поворачивает на заданный угол качалку (5). Одновременно на ту же величину перемещается тяга (9), которая воздействует на нагрузочное устройство (7). Затем меняется полярность управляющего сигнала, качалка (5) поворачивается в обратном направлении. С помощью нагревательного элемента (11) на подшипнике обеспечивается необходимый температурный режим. При этом в подшипниках возникают моменты трения М, М, М от сил, действующих на них:
, ,
1
где F - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя, а
2
F - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства, D - диаметр подшипника, f - коэффициент трения.
ΣM=0
тогда
или
отсюда коэффициент трения определяется по формуле
Таким образом, можно определить коэффициент трения подшипника, на который приходит нагрузка через плечо.