1'Нс. 27.4. План скоростей в Рис. 27.5. Контактные напряжения и план скоростей в радиально-упорном подшипнике

При вращении тел качения вокруг оси подшипника на каждое из них действует центробежная сила, нагружающая дополнительно дорожку качения наружного кольца

где т — масса тела качения; w_с - угловая скорость сепаратора.

В расчетах подшипников, вращающихся с высокой частотой, необходимо учитывать центробежные силы тел качения.

Во вращающемся радиально-упорном шарикоподшипнике при действии осевой нагрузки (см. рис. 27.5) возникает гироско­пический момент на шариках, связанный с изменением на­правления оси вращения шариков в пространстве:

M_r = Jw_mw_c sin α,

где J — полярный момент инерции массы шарика, J = ρ

(ρ — плотность материала шарика); w_ш и ω_c — соответствен­но угловая скорость шарика при вращении его вокруг своей оси и вокруг оси вала (угловая скорость сепаратора),

Под действием гироскопического момента возникает вер­чение шариков, сопровождаемое изнашиванием поверхностей качения. Для предотвращения верчения подшипник следует нагружать такой осевой силой, чтобы

где М_т — момент сил трения от осевой нагрузки на площадках контакта шариков с кольцами (см. рис. 27.5);

здесь F_a — осевая сила; f — коэффициент трения, f= 0,02 при высокой частоте вращения; z - число шариков в подшипнике. С учетом этих соотношений требуемая осевая сила на под­шипник для предотвращения верчения

Таким образом, осевая сила, предотвращающая верчение, зависит от размера шариков, их. числа, частоты вращения подшипника и угла контакта. При высокой частоте вра­щения целесообразно использовать подшипники более легких серий (сверхлегкой, особо легкой и легкой серии) и с малы­ми углами контакта.