Расчет момента трения в подшипниках прокатного валка
Силы трения в подшипниках прокатного валка Fтр.п (см. рис. 10.1) возникают из-за того, что на шейки валка действуют силы опорных реакций Rp1 и Rp2 на усилие прокатки Р.
Рассматривая валок как балку на двух опорах (шейках, на которые одеты подшипники, установленные наружными кольцами в отверстиях подушек), нагруженную в средней части (бочки) внешней силой (силой прокатки Р), согласно правилам расчета балок, имеем:
, (10.13)
причем силы Rp1 и Rp2 , как и сила Р, перпендикулярны оси прокатки.
В зонах действия сил Rp1 и Rp2 внутренние кольца подшипников прижимаются к наружным, вследствие чего, при вращении в обоих подшипниках возникают силы трения, равные:
,
где mп – коэффициент трения в подшипниках (справочная величина, зависящая от типа подшипника) [4]:
Тип подшипника, величина mп
Скольжения (открытого типа) 0,01-0,03
Жидкостного трения 0,003
Качения 0,003
Суммарная сила трения в двух подшипниках равна:
(10.14)
Следовательно, момент трения в подшипниках относительно оси вращения валка равен:
, (10.15)
где dп – рабочий диаметр подшипника, т.е. диаметр окружности, по которой осуществляется трение.
В подшипниках скольжения и ПЖТ dп – это диаметр наружной поверхности шейки валка или втулки-цапфы. В подшипниках качения dр – это диаметр условной окружности, проходящей через середину толщины тел качения (роликов), находящихся в обойме между наружным и внутренним кольцами. Величина (dп/2) – это рабочий радиус подшипника.
Произведение (10.16)
называют радиусом круга трения в подшипниках.
Исходя их этого названия, можно дать следующее определение кругу трения в подшипниках (см. рис.10.1):
Круг трения в подшипнике прокатного валка – это умозрительная (виртуальная) окружность с центром на оси валка, имеющая радиус, равный произведению рабочего радиуса подшипника на коэффициент трения в этом подшипнике.
С учетом введенного определения, формулу (10.15) можно записать в виде:
. (10.17)
Выражение (10.17) можно интерпретировать следующим образом (исходя из того, что момент есть произведение силы на плечо): момент трения в подшипниках можно представить как произведение силы суммарной опорной реакции на радиус круга трения в подшипниках, причем эта сила, оставаясь вертикальной, действует по касательной к этому кругу трения.
Подставив выражение (10.8) для Мпр и выражение (10.17) для Мтр.п в уравнение (10.2), получим следующую формулу для вычисления момента М1, приводящего во вращение прокатный валок:
(10.18)
Согласно этой формуле, момент М1 уравновешивается моментом пары вертикальных сил: силы прокатки Р, действующей со стороны полосы в очаге деформации, и силы опорных реакций , действующей в подшипниках валка по касательной к кругу трения.
Плечо момента этой пары сил равно сумме: (показано на рис. 10.1).
При такой интерпретации равновесия моментов, действующих на валок, опорные реакции следует направлять по вертикали не в осевой плоскости, проходящей через ось y, а со смещением – по касательной к кругу трения в подшипниках, как это показано на расчетной схеме рис. 10.1.
Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 823;