Studiul experimental al pierderilor prin frecare în lagărele cu rulmenți

8.1 Scopul lucrarii

Scopul lucrarii este de a determina pe cale experimentala pierderile prin frecare in rulmenti, a determinarii dependentei dintre coeficientul de frecare in rulment si turatie, sarcina precum si cantitatea si calitatea lubrifiantului.

8.2 Consideratii teoretice

Rulmentii sunt elemente de masini de constructie speciala si precisa ce se utilizeaza pentru asezarea elementelor, de sustinere (arbori si osii) pe carcase, batiuri si sasiuri. Ele au rolul cuzinetului de la lagarele cu alunecare.

Rulmentul este format din (fig. 8.1.) :

- inel exterior, e ;

- inel interior, i ;

- corp de rulare, C ;

- colivie, C0 .

fig.8.1

De regula unul dintre inele este fix, iar celalalt este mobil. Intre cele doua inele se gasesc corpurile de rulare (bile, role, sau ace), ce permit rotirea inelelor, datorita existentei frecarii in special de rostogolire, intre corpurile de rulare si calea de rulare.

Printre avantajele folosirii rulmentilor se pot aminti :

- pierderi reduse prin frecare si ca urmare randament ridicat ;

- precizie de rotire mai mare decat la lagarele cu frecare prin alunecare etc.

Pierderile in rulmenti sunt cauzate de frecarea care apare intre corpurile de rulare si caile de rulare, intre corpurile de rulare si colivie, precum si intre corpurile de rulare, colivie, inel si lubrifiant in timpul functionarii. Aceste frecari apar in conditii complexe de alunecare si rostogolire diferentiata.

Stabilirea marimii acestor pierderi nu se poate face decat experimental. La stabilirea lor trebuie sa se tina seama de un numar mare de factori, printre care se amintesc :

- tipul si dimensiunile rulmentului ;

- propietatile elastice ale materialului rulmentului ;

- calitatea suprafetei corpurilor de rulare si a cailor de rulare ;

- marimea si directia sarcinii ;

- modul de repartitie a sarcinii pe corpurile de rulare ;

- turatia ;

- prezenta lubrifiantului ;

- temperatura lubrifiantului ;

- timpul de functionare etc.

Din practica rulmentilor se cunoaste ca frecarea intre corpurile de rulare si caile de rulare creste mult cu marimea sarcinii si nu depinde practic de turatie. De asemenea, frecarea intre corpurile de rulare si colivie este aproape independenta de sarcina si turatie, depinzand doar de precizia formei geometrice a coliviei si corpurilor de rulare.

Frecarea intre corpurile de rulare, colivie, inel si lubrifiant depinde de vascozitatea lubrifiantului si de cantitatea de lubrifiant introdus in lagar. Pe masura cresterii sarcinii, aceste pierderi au tendita de descrestere, ca urmare a ridicarii temperaturii lagarului, ce duce la scaderea vascozitatii lubrifiantului.

La turatii mari, pierderile prin frecare dintre lubrifiant si partile mobile ale rulmentului cresc datorita turbioanelor ce se formeaza in lubrifiant.

Pentru determinarea momentului de frecare se utilizeaza relatia :

,

unde este coeficientul de frecare echivalent ;

- forta variabila ce actioneaza asupra rulmentului ;

d – diamentrul caii de rulare a inelului interior.

Valoarea aproximativa a coeficientului de frecare echivalent se poate calcula cu relatia :

,

in care este coeficientul frecarii de rostogolire ;

- diametrul cercului ce trece prin centrele corpului de rulare;

- diametrul corpurilor de rulare.

8.3 Utililajul si aparatura utilizata

Incercarile experimentale se fac utilizand standul pentru incercat rulmenti, indicat in fig. 8.2. Pricipalele parti componente ale standului sunt:

- lagarul oscilant, 1, montat in consola;

- lagarul fix, 2, in care se sprijina arborele principal;

- sistemul de variatie a turatiei, 3, cu curele trapezoidale;

- sistemul de incarcare a rulmentilor, ce cuprinde dispozitivul de strangere cu surub , 4, a arcului 5 ;

- contragreutatile, 6.