SKF摩擦力矩計(jì)算公式

1、摩捏力矩的古計(jì)在某豈條件下-紬承負(fù)荷P - 0,1 C-祠滑良好以及-換作壞墳正常從以下方程M = 0,5 p P d取一個(gè)恒定摩擦系數(shù)p，用這個(gè)系數(shù)就可以將摩 擦力矩計(jì)算得足夠精確了甘 %中M二摩擦力矩，NmmM二軸承的恒定摩擦系數(shù)（表1）P二等效釉承動(dòng)負(fù)荷d =軸承內(nèi)圈直徑，mm產(chǎn)接力矩的更精確算法計(jì)算滾動(dòng)紬重摩擦力矩，有一種的方法是把摩擦力矩區(qū)分為一個(gè) 所謂無(wú)關(guān)負(fù)荷的力矩Mo,以及一個(gè)由負(fù)荷決定的力矩Mi，然后 把兩個(gè)力矩相加M = Mq + M這個(gè)方法一直用到現(xiàn)在。但是，如果按摩擦來(lái)源的種類、而不是 按同負(fù)荷的關(guān)系來(lái)區(qū)分，那可以還有更精確的計(jì)算方法。實(shí)險(xiǎn) 上，Mo代表額外的外部摩擦來(lái)源

2、，再加上滾動(dòng)摩擦中的"流體動(dòng) 力"成汾，而這一成份中也有一部分與負(fù)荷相關(guān)。要精硝計(jì)算滾動(dòng)軸承內(nèi)的摩擦，必須把四個(gè)不同來(lái)源都算入：M = 丨 M$| I M密封件(M(jrag其中M二總摩擦力矩，NmmMrr=滾動(dòng)摩擦力矩，NmmMS|二滑動(dòng)摩擦力矩，NmmM密封件=密封件摩擦力矩，NmmMdrag =阻力損失、攪動(dòng)、潑濺等的摩擦力矩，Nmm這個(gè)新算法把軸承內(nèi)所有接觸中存在的摩擦來(lái)源都鏘認(rèn)出來(lái)，再 把它們結(jié)合在一起；需要的話，還可以加上密封件的影響和額外 的外咅3來(lái)源，來(lái)預(yù)測(cè)總的摩擦力矩。因?yàn)檫@個(gè)模型觀察到每個(gè)接 觸面（僉道和法蘭），設(shè)計(jì)上的更改和支承面的改良馬上裁能計(jì)算 進(jìn)

3、去。這樣一來(lái)，模型裁能更好的體現(xiàn)SKF紬承在設(shè)計(jì)上的改 善，也更咨易升級(jí)。在下面章節(jié)里新的SKF計(jì)算摩擦力矩模式由最簡(jiǎn)單的滾動(dòng)滑動(dòng) 和密封件的影響開(kāi)始。下一節(jié)將講述軸承內(nèi)聞冒油的油位、鬲速 缺油、入口剪切升溫以及混合式潤(rùn)滔的影響。新的SKF摩揑力矩計(jì)算複式新的S<FO擦力矩計(jì)算模式應(yīng)用方程式M二Mrr + M$| + 臨封件+ Mdqg，能更精確地計(jì)算出SKF 滾動(dòng)軸承內(nèi)所產(chǎn)生的摩療力矩。彌的S<F摩擦力矩計(jì)算模式是從一些更先進(jìn)的SKF計(jì)算模式得出 的。這一新種式在以下燥作條件下，用來(lái)提供近似的參考值：-潤(rùn)滑方式為油脂祠滑或一般的油潤(rùn)滑:油浴、油點(diǎn)、噴油；-如果是凱對(duì)軸承，計(jì)算其摩

4、擦力矩時(shí)，先分別算出單個(gè)軸甬的 摩損力矩，再把兩個(gè)值相加。兩個(gè)軸承平分整體的徑向員荷； 紬向負(fù)荷則根據(jù)紬承的駅置來(lái)分擔(dān)；負(fù)荷等于或大于推薦的最小負(fù)荷；負(fù)荷的大小和方向都是恒走的；-正常工作游隙。新的SKF摩攙力矩計(jì)算模式滾動(dòng)険摟力矩滾動(dòng)摩擦力矩是用Mrr = Grr (vn)°，6方程式來(lái)計(jì)算的其中Mrr =滾動(dòng)摩擦力矩，NmmGrr二一個(gè)取決于軸承-種類的參數(shù)-紬承平均直徑dm = 0z5(d + D)> mm-徑向負(fù)荷Fr， N-軸向負(fù)荷Fa，Nn 二就轉(zhuǎn)速度，r/minv二閏滑劑在燥作溫度下的動(dòng)力粘度，mm2/s(若為滑脂潤(rùn)滑則是基油粘度)。Gp的方程式和幾何恒星這里都沒(méi)

5、有列出，而是在用摩控計(jì)算程 區(qū)時(shí)川數(shù)據(jù)庫(kù)讀到。新的SKF摩惶力拒計(jì)算模式骨動(dòng)摩揑力矩滑動(dòng)壓擦力矩是用Msl = Msl GS|來(lái)計(jì)算的其中Ms| = 動(dòng)摩擦力矩，NmmGS|二一個(gè)由軸承型號(hào)而走的參數(shù)紬承平均直徑dm =0,5(d + D)，mm徑向負(fù)荷F，N-軸向負(fù)荷Fa，NMsl =滑動(dòng)摩擦系數(shù)，可以定為供全膜應(yīng)用的值，即K >2Z-礦物油潤(rùn)滑時(shí)為0,05合成油潤(rùn)滑時(shí)為0,04液壓油祠滔時(shí)為0,1如為區(qū)1柱或區(qū)1錐滾子紬承，則改用以下的值：-區(qū)柱滾子釉承時(shí)為0,02區(qū)1錐滾子紬承時(shí)為0,002Gs|的方程式和幾何恒里這里都沒(méi)有列出，而是在用摩擦計(jì)算程 區(qū)時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀到。新的SKF険捏

6、力矩計(jì)算複式-密封件的険摟力矩如果軸承安裝了接觸密封件，密封件所引起的磨擦損耗可能超過(guò) 軸承所引起的磨擦損耗。如果軸承兩端都密封，那么密封件的摩 擦力矩可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估計(jì)Mseml = Ksi ds ° + K$2其中Msea| =密封件的摩擦力矩，NmmKSi二根據(jù)紬承型號(hào)而定的常數(shù)Ks2二根據(jù)紬承和密封件種類而定的常數(shù)ds 二釉肩直徑P=根據(jù)紬承和蔭封件種類而定的指數(shù)常數(shù)Ksi和Ks2、軸肩直徑ds和指數(shù)P的值，都可以在使用摩揑計(jì) 算程序時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀到。M密封件是兩個(gè)密封件所產(chǎn)生的歴擦力矩。如果只有一個(gè)密封件 的話，那么所產(chǎn)生的摩擦是0,5Mseal。深溝球紬承用的RSL

7、密封件如果外直徑超過(guò)25至米，那不管密 封件是一個(gè)或兩個(gè)，都用M密封件的值。以上各點(diǎn)都由計(jì)算程序處理。新的SKF摩櫻力拒計(jì)算複型-對(duì)釉承摩捏力拒的頷外彩響為了更緊密地追蹤軸承的真實(shí)運(yùn)行狀;兄，以及蒜足更精準(zhǔn)計(jì)算的 需要，新的SKF模型可考虎到額外的影響因素并將之加入計(jì)算公 式。這些額外影響因素包括：邊氣口剪切加熱減縮-補(bǔ)油-缺油速度對(duì)于油點(diǎn)、噴油、油脂以及低油層油浴潤(rùn)骨 的影響油谷祠滑的阻力損尖影響慢束和/或低粘度的混合聞滑將這些額外的因素考慮在內(nèi)，紬承總摩擦力矩的最后計(jì)算公式 是：M= （Pigh 9rMrr + M$I +M密封件 + Mp且力其中M二是軸承的總摩擦力矩，NmmMrr= G

8、rr （v n）0-6Msl= Gsl Msl臨封件二 KS1 ds B + KS2Mp且力 =阻力損失、攪動(dòng)、飛濺等的摩擦力矩，Nmm<Pish 二進(jìn)氣口剪切加熱減縮系數(shù)<Prs=運(yùn)動(dòng)補(bǔ)油/缺油的減縮系數(shù)新的SKF摩擦模型引進(jìn)了減縮系數(shù)（pish以及<Prs，分別代裘進(jìn) 氣口剪切加熱減縮與高速補(bǔ)油/高速缺油，以及滾動(dòng)摩擦的影響 作用:> 滑動(dòng)摩擦系數(shù)Psi在低轉(zhuǎn)速和/或低粘度時(shí)増大，以耒明 混合閏滑狀態(tài)。贛的SKF產(chǎn)捏力矩計(jì)算模塑切入發(fā)熱咸少系數(shù)即使軸承里有足夠的潤(rùn)滑劑，也不是全部都能通過(guò)紬承接觸更； 只有很少里的聞冒別用于建立油膜層厚度。由于這個(gè)影響，一些 靠近接觸

9、面進(jìn)油口的聞滑油會(huì)被排出，并產(chǎn)生反向流動(dòng)（囹丄）0 此反向流動(dòng)切斷了祠滑劑，同時(shí)產(chǎn)生熱里，結(jié)果隆低了潤(rùn)滑油粘 度，并減小油膜層厚度和滾動(dòng)產(chǎn)擦力矩。進(jìn)氣口剪切的加熱系數(shù)值<Pish可MEi£i中得到，作為合并參數(shù) （ndm ） 1，28 v0,64 的一個(gè)函數(shù)。其中<Pish =進(jìn)氣口剪切的熱星系數(shù)n =轉(zhuǎn)速，r/mindm二袖承的平均直徑，mmv=在工作溫度下的潤(rùn)滑劑運(yùn)動(dòng)粘度是mm2/s（油脂潤(rùn)滑時(shí)為基油粘度）并由摩擦計(jì)算程序計(jì)算。新的&KF摩擦力矩計(jì)算模型-笑油回填減少系數(shù)在油氣閏滑、噴油潤(rùn)滑、低油儻油浴閏冒（例如油位低于最低滾 動(dòng)體的中心）和油脂祠冒的情況下，

10、隨后滾道的過(guò)度滾動(dòng)可能會(huì) 排除參余的a®S'k由于軸承轉(zhuǎn)速或嵩粘度的原因，接觸面邊塢 的潤(rùn)滑劑可能來(lái)不尺対軸承癩道補(bǔ)油，這種影響稱為''運(yùn)動(dòng)淇 油"，合薩低油膜厚度和滾動(dòng)摩擦。對(duì)于上述潤(rùn)滑情況，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)油/缺油減縮系數(shù)的近似值可以從下 式算出：其中c?rs二彊油回填減少系數(shù)e =自然對(duì)數(shù)的底數(shù)二2,718Krs二用于低油位油浴和嗨油閏冒的冥油回填當(dāng)數(shù)為: 3X1Q-8；用于油脂和油氣潤(rùn)骨的當(dāng)數(shù)対； 6X10'8KZ二與軸承種類相關(guān)的幾何常數(shù)v =在工作溫度下的閏滑割運(yùn)動(dòng)粘度是巾幣2啟n =轉(zhuǎn)速，r/mind =軸承孔徑，mmD =軸承外徑，mm

11、賃油回頃減少系數(shù)申£可用摩擦計(jì)莒程序計(jì)目SKF.com /產(chǎn)品/互動(dòng)工程型錄/滾動(dòng)軸承/軸承的選擇和應(yīng)用原則/摩擦/摩擦新的SKF摩擦力矩計(jì)算模型 -油浴潤(rùn)滑中的阻力損失由于阻力損失是產(chǎn)生摩擦最重要的額外原因，因此額外的影響因素減少到只考慮阻力損失部分M阻力。在油浴潤(rùn)滑中，軸承是部分地，或在特殊的情況下，完全地被淹沒(méi)。在這些條件下，油槽的大小、幾何形狀 和油層的選用會(huì)對(duì)軸承摩擦力矩有顯著的影響作用。對(duì)于一個(gè)非常大的油浴，不考慮油槽大小間的任何相互 作用以及靠近軸承運(yùn)行的其它機(jī)械部件帶來(lái)的任何影響（如：外部潤(rùn)滑油攪動(dòng)、齒輪或凸輪），作為油槽油層的一個(gè)函數(shù)，軸承阻力損失可以從* 10H和

12、軸承平均直徑 dm = 0.5(d + D)的一個(gè)函數(shù)，見(jiàn)定的變量Vm求得近似值，作為油層圖2所示。在軸承速度不超過(guò)參考速度時(shí)，則圖解2的情況適用。當(dāng)速度更快、油層高時(shí)，其它的因素可能會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生重要影響。xtOJ0 0.1 2 (U D.5 0.6 017 Q9 11.1 1.2 1.3 1.4_i-r圖解軍2中的變量Vm在與球軸承中阻力損失的摩擦力矩相關(guān)時(shí)，表示為：M阻力=V mK球d m5n在與滾子軸承相關(guān)時(shí)，表示為:M阻力=10 VmK 鋼板卷 Bd mM阻力=阻力損失的摩擦力矩，NmmVm量=與球軸承相關(guān)的常數(shù)，參看以下K滾動(dòng)=與滾子軸承相關(guān)的常數(shù)，參看以下dm=軸承的平均直徑，mm

13、=軸承內(nèi)圈寬度，mm=轉(zhuǎn)速，r/min與球軸承相關(guān)的常數(shù)定義為-12K 球=(i rw Kz (D + d)/(D - d) 10 與滾子軸承相關(guān)的常數(shù)定義為K滾動(dòng)=(K L Kz (D + d)/(D- d) 10 -12K球=與球軸承相關(guān)的常數(shù)K滾動(dòng)=與滾子軸承相關(guān)的常數(shù)irw=球列的數(shù)量Kz=與軸承型號(hào)相關(guān)的幾何形狀常數(shù)Kl=與滾子軸承型號(hào)相關(guān)的幾何形狀常數(shù)d=軸承孔徑，mmD=軸承外徑，mm阻力損失部分M阻力用摩擦計(jì)算程序計(jì)算。注意：計(jì)算噴油潤(rùn)滑的阻力損失時(shí)，可以用油浴潤(rùn)滑模型，油層為滾動(dòng)體直徑的一半，并把所得的M阻力數(shù)值乘以2 計(jì)算立式轉(zhuǎn)軸配置的阻力損失時(shí)， 可以用完全浸沒(méi)軸承的模型

14、求岀其近似值， 再將求岀的M阻力值乘上一個(gè)系 數(shù)，這個(gè)系數(shù)等于浸沒(méi)部分的寬度 (高度)與總軸承寬度(高度)的比。新的SKF摩擦力矩計(jì)算模型-低速度低粘度的混合潤(rùn)滑在工作條件數(shù)值 k<2的時(shí)候，軸承應(yīng)用處于混合潤(rùn)滑狀態(tài)；金屬之間偶爾可能接觸，使摩擦增大。 有關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)速度及粘度函數(shù)的一個(gè)典型軸承摩擦力矩的概況，請(qǐng)參見(jiàn)Nmmin v/F圖解3。在啟動(dòng)階段，由于潤(rùn)滑油膜形 成以及軸承完全進(jìn)入彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑(EHL )狀態(tài)，所以隨著轉(zhuǎn)速增加或粘度增大，摩擦力矩會(huì)減少。當(dāng)轉(zhuǎn)速或粘度進(jìn)一步增加時(shí)，由于油膜增厚，磨擦也隨之增大，直到高速缺油和熱量作用再 次將磨擦減小?；瑒?dòng)摩擦系數(shù)可以用以下公式計(jì)算：陰

15、= $bl 陰 + (1 -$bl)(EHL其中爐=滑動(dòng)摩擦系數(shù)$bl =混合潤(rùn)滑的權(quán)重因子pbi =系數(shù)取決于潤(rùn)滑劑的添加劑組合成分，近似值為0,15陰hl =全油膜應(yīng)用中的摩擦系數(shù)是：-用于礦物油潤(rùn)滑0,05-用于合成油潤(rùn)滑0,04-用于變速器油潤(rùn)滑0,1如果是圓柱或圓錐滾子軸承，改用以下摩擦數(shù)值：-用于圓柱滾子軸承0,02-用于圓錐滾子軸承0,002單OJ1tf1071(f(n v)其中enVdm%2,6 x 10-8 (n -4d方程式估算。機(jī)1 =滑動(dòng)摩擦力矩的權(quán)重因子=0,5 (d + D), mm或從圖解中得到因子Ou和摩擦系數(shù) g由摩擦計(jì)算程序 計(jì)算。新的SKFfg力矩計(jì)算模型

16、-膵隙和不對(duì)中對(duì)摩接的影響軸承游隙和/或不對(duì)中的變化會(huì)改變摩揍力矩*上述模型考慮的 是一穎游隙和對(duì)中軸承。然而，軸承的高運(yùn)行溫度或高轉(zhuǎn)速可能 減小軸承內(nèi)隙就而増加摩接。不對(duì)中通當(dāng)會(huì)増加摩擦，然而， 對(duì)自調(diào)右瑋釉承、球面滾子釉承、CARB nr環(huán)縊子柚承和球面 滾子推力軸承而言，因不對(duì)中而相應(yīng)增加的摩攪可忽略不計(jì)。有些具體應(yīng)用可能對(duì)游隱變化和不對(duì)中很敏翩，在這種情況T， 語(yǔ)與5KF應(yīng)用工程朋旁部聯(lián)票?；瑒?dòng)摩擦力矩的權(quán)重因子可以用圖解4中的=自然對(duì)數(shù)的基數(shù) =2,718mm 2/s軸承的平均直徑對(duì)球面滾子推力軸承而言，計(jì)算 Gsi（由摩擦計(jì)算程序計(jì)算），方程式中的常數(shù)2,6應(yīng)以100取代。=運(yùn)行溫

17、度中的潤(rùn)滑劑運(yùn)動(dòng)粘度是（油脂潤(rùn)滑時(shí)為基油粘度 ）=轉(zhuǎn)速，r/min新的SKFgfg力矩計(jì)算模娶-油脂充填對(duì)険搜的影響在油脂潤(rùn)滑的情況下，當(dāng)紬承剛填充（或補(bǔ)油）了所建議的油脂 里，農(nóng)開(kāi)始幾個(gè)小時(shí)或幾天的運(yùn)行期內(nèi)，軸承的摩擦值會(huì)比最初 計(jì)算的高得多（視乎軸承轉(zhuǎn)速而有不同）。這是因?yàn)橛椭枰獣r(shí) 間在軸承內(nèi)的空間中重新分布；與此同時(shí)聞骨脂也會(huì)被攪動(dòng)及四 處移動(dòng)。要想估算這個(gè)影響，可將稀聞滔脂系列的初始滾動(dòng)摩擦 力矩乘以2；而關(guān)潤(rùn)滑脂系列則乘以4。然而，在此磨臺(tái)期之后，摩擦力矩值便減小至與油潤(rùn)滔軸承差不 多的摩擦力矩；在許多情況下，此摩擦力矩值可能更小。如果在 紬承里填入過(guò)里的油脂，可導(dǎo)致更大的軸承摩擦

18、值。詳情請(qǐng)羞 考駅再閏滑"一節(jié),或與SKF應(yīng)用工程服務(wù)處聯(lián)系。陶瓷球舫承的摩捏性能由于閨瓷彈性模數(shù)值較高，因此陶瓷滾動(dòng)軸承的接觸面較小，這 便減小滾動(dòng)和滑動(dòng)的摩擦部分。此外，由于陶瓷比鋼材的密度 小，這裁減小了離心力，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可能隆低摩擦力。關(guān)于陶瓷滾動(dòng)軸承的摩擦計(jì)算的詳細(xì)資料，請(qǐng)與SKF應(yīng)用工程服 務(wù)處聯(lián)系。摩擦啟動(dòng)扭矩滾動(dòng)牠承的啟動(dòng)扭矩是指軸承從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始施轉(zhuǎn)時(shí)必須克服的 力矩。在正常的壞墳溫度攝氏+20到+30度下，轉(zhuǎn)速由零開(kāi)始 并且Psi =P bl時(shí)，啟動(dòng)扭矩只靈以滑動(dòng)摩擦力矩以及（如果有的 話）密封件的摩擦力矩計(jì)算。因此M開(kāi)始二Ms| + M密封件其中M開(kāi)始二啟動(dòng)摩擦力矩，NmmMS|=滑動(dòng)產(chǎn)擦力矩，NmmM密封件二密封件的摩擦力矩，Nmm然而，如果是接觸角大的滾子