UNIWERSYTET WRAMIŃSKO - MAZURSKI
W OLSZTYNIE
WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH
LABORATORIUM PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
TEMAT:
OPORY RUCHU W STOŻKOWYCH ŁOŻYSKACH TOCZNYCH.
Tabela pomiarów i wyników
L.P. |
X |
n |
m |
F |
Fw |
Fp |
Mt |
|
δ |
|
[mm] |
[obr./min] |
[kg] |
[N] |
[N] |
[N] |
[Nm] |
|
|
1 |
10 |
400 |
0,0700 |
0,687 |
146 |
547,5 |
0,316 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
800 |
0,0685 |
0,672 |
|
|
0,309 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
1200 |
0,0690 |
0,677 |
|
|
0,311 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
1600 |
0,0720 |
0,706 |
|
|
0,325 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
2000 |
0,0710 |
0,697 |
|
|
0,320 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
2400 |
0,0700 |
0,687 |
|
|
0,316 |
0,013 |
0,00021 |
|
|
2800 |
0,0700 |
0,687 |
|
|
0,316 |
0,013 |
0,00021 |
2 |
20 |
400 |
0,0850 |
0,834 |
292 |
1095 |
0,384 |
0,008 |
0,00011 |
|
|
800 |
0,0810 |
0,795 |
|
|
0,366 |
0,007 |
0,00011 |
|
|
1200 |
0,0800 |
0,785 |
|
|
0,361 |
0,007 |
0,00011 |
|
|
1600 |
0,0790 |
0,775 |
|
|
0,356 |
0,007 |
0,00011 |
|
|
2000 |
0,0800 |
0,785 |
|
|
0,361 |
0,007 |
0,00011 |
|
|
2400 |
0,0790 |
0,775 |
|
|
0,356 |
0,007 |
0,00011 |
|
|
2800 |
0,0830 |
0,814 |
|
|
0,375 |
0,008 |
0,00011 |
3 |
30 |
400 |
0,0950 |
0,932 |
438 |
1642,5 |
0,429 |
0,006 |
0,00007 |
|
|
800 |
0,0900 |
0,883 |
|
|
0,406 |
0,005 |
0,00007 |
|
|
1200 |
0,0860 |
0,844 |
|
|
0,388 |
0,005 |
0,00007 |
|
|
1600 |
0,0860 |
0,844 |
|
|
0,388 |
0,005 |
0,00007 |
|
|
2000 |
0,0850 |
0,834 |
|
|
0,384 |
0,005 |
0,00007 |
|
|
2400 |
0,0850 |
0,834 |
|
|
0,384 |
0,005 |
0,00007 |
|
|
2800 |
0,0870 |
0,853 |
|
|
0,393 |
0,005 |
0,00007 |
4 |
40 |
400 |
0,1000 |
0,981 |
584 |
2190 |
0,451 |
0,005 |
0,00006 |
|
|
800 |
0,0960 |
0,942 |
|
|
0,433 |
0,004 |
0,00006 |
|
|
1200 |
0,0930 |
0,912 |
|
|
0,420 |
0,004 |
0,00006 |
|
|
1600 |
0,0930 |
0,912 |
|
|
0,420 |
0,004 |
0,00006 |
|
|
2000 |
0,0920 |
0,903 |
|
|
0,415 |
0,004 |
0,00005 |
|
|
2400 |
0,0930 |
0,912 |
|
|
0,420 |
0,004 |
0,00006 |
|
|
2800 |
0,0930 |
0,912 |
|
|
0,420 |
0,004 |
0,00006 |
5 |
50 |
400 |
0,1070 |
1,050 |
730 |
2737,5 |
0,483 |
0,004 |
0,00005 |
|
|
800 |
0,1030 |
1,010 |
|
|
0,465 |
0,004 |
0,00004 |
|
|
1200 |
0,1010 |
0,991 |
|
|
0,456 |
0,004 |
0,00004 |
|
|
1600 |
0,1000 |
0,981 |
|
|
0,451 |
0,004 |
0,00004 |
|
|
2000 |
0,0960 |
0,942 |
|
|
0,433 |
0,004 |
0,00004 |
|
|
2400 |
0,0970 |
0,952 |
|
|
0,438 |
0,004 |
0,00004 |
|
|
2800 |
0,0970 |
0,952 |
|
|
0,438 |
0,004 |
0,00004 |
6 |
58 |
400 |
0,1080 |
1,059 |
846,8 |
3175,5 |
0,487 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
800 |
0,1060 |
1,040 |
|
|
0,478 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
1200 |
0,1070 |
1,050 |
|
|
0,483 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
1600 |
0,1070 |
1,050 |
|
|
0,483 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
2000 |
0,1050 |
1,030 |
|
|
0,474 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
2400 |
0,1050 |
1,030 |
|
|
0,474 |
0,003 |
0,00004 |
|
|
2800 |
0,1030 |
1,010 |
|
|
0,465 |
0,003 |
0,00004 |
C = 14,6 N/mm - stała sprężyny;
Y = 1,5 - współczynnik kąta dla łożyska stożkowego typu 30209;
l = 0,46 m - długość ramienia działania obciążenia poprzecznego;
d = 45 mm - średnica;
δn = ± 10 [obr/min];
δm = ± 1 [g];
δl = ± 1 [mm];
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest doświadczalne określenie zależności momentów oporów ruchu oraz obliczeniowego współczynnika tarcia w łożyskach stożkowych, obciążonych siłą wzdłużną, w funkcji obciążenia i prędkości obrotowej.
Badane łożysko: 30209
Medium smarujące: smar ŁT 43
Przykładowe obliczenia:
Siła wzdłużna obciążająca łożysko:
Fw = x*C
Fw = 10*14,6 = 14,6 [mm*N/mm]
Siła poprzeczna działająca na łożysko:
Fp = 2,5*Y*Fw
Fp = 2,5* 1,5*146 = 547,5[N]
Moment oporowy
Mt = F*l
Mt = 0,687*0,46 = 0,136 [Nm]
Obliczeniowy współczynnik tarcia
Rachunek błędów:
dMt = mgδl + glδm
dMt = 0,07*9,81*0,001 + 9,81*0,46*0,001= 0,005
Wnioski:
Obciążenie wstępne na początku wykonywania doświadczenia w postaci dokręconej nakrętki o 10 mm utrzymuje łożysko stożkowe w stanie połączenia obu bieżni oraz pozostałych elementów składowych ( w całości).
Badanie rozpoczyna się powyżej obciążenia 146N. Przed dokonaniem pomiarów rozgrzano smar w łożysku dla utrzymania takich samych warunków pomiarów wykonywanych w czasie.
Wykresy zależności momentu oporu toczenia do zwiększającego się skokowo wzdłużnego obciążenia przedstawionego wykazuje liniową zależność we wszystkich przypadkach prędkości obrotowych. Wynika z tego, że wielkość momentu tarcia jest wprost proporcjonalna do przykładanego wzdłużnego obciążenia łożyska. W naszym przypadku moment ten mieścił się w granicach 0.3 - 0.5 Nm.
Wykresy współczynnika tarcia w zależności od obrotów, przy skokowym obciążaniu w zasadzie wykazują przebieg paraboliczny. Przebiegi wykresów zawierają się jednak w przedziale jednej części dziesięciotysięcznej. Można stwierdzić, że prędkość obrotowa nie ma wpływu na ten parametr.
W przypadku obciążania wzdłużnego dla jednej prędkości obliczeniowy współczynnik tarcia maleje znacząco, a wykresy przyjmują charakter wykładniczy.
Doświadczenie pozwala stwierdzić, że największy wpływ na poprawną pracę łożyska i jego sprawność (mniejsze opory toczenia) ma obciążenie wzdłużne podczas jego pracy. Wartość współczynnika spada wraz ze wzrostem obciążenia do małej wartości 0,002.