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軸承基本知識——軸承尺寸的選擇

更新時(shí)間:2022-09-26  瀏覽:279次

軸承在承受負荷旋轉時(shí),由于套圈滾道面及滾動(dòng)體滾動(dòng)面不斷地受到交變負荷的作用,即使使用條件正常也會(huì )因材料疲勞使滾道面及滾動(dòng)面出現剝離或剝落(即魚(yú)鱗狀損傷),即疲勞損傷。即使是結構尺寸、材料、加工方法等完全相同的軸承,在同樣條件下旋轉時(shí),軸承的(疲勞)壽命仍會(huì )出現較大的差異。這是因為材料本身即有離散性。但在實(shí)際工作時(shí),還會(huì )出現滾動(dòng)疲勞損傷以外的損傷現象。這些損傷可以通過(guò)做好軸承的選擇、安裝和潤滑等加以避免,為了確定軸承尺寸,往往要根據軸承承受的負荷性質(zhì)、軸承壽命及可靠性要求等分別進(jìn)行計算。

1、軸承壽命的計算

軸承的基本額定動(dòng)負荷表示軸承耐滾動(dòng)疲勞的能力,是指大小和方向一定的純徑向負荷或純軸向負荷,在內圈旋轉外圈固定(或內圈固定外圈旋轉)的條件下,基本額定壽命可達100萬(wàn)轉的負荷。軸承的基本額定壽命系指單個(gè)軸承或一組相同條件下運轉的近于相同的軸承可靠性為90%時(shí)的壽命。

合理的確定軸承的使用壽命對軸承使用者來(lái)說(shuō)是非常重要的,這是因為壽命預估的過(guò)長(cháng)與過(guò)短對使用都是不利的。壽命過(guò)長(cháng)會(huì )使軸承尺寸過(guò)大過(guò)重而造成不必要的浪費;壽命過(guò)短則勢必造成極為頻繁地更換軸承而帶來(lái)不必要的麻煩與人力的浪費。因而在確定軸承的使用壽命時(shí),應充分對機械的類(lèi)別和各種不同的工作條件及可靠性要求等因素加以綜合評價(jià)后確定。

額定壽命按下式進(jìn)行計算:

L10(C/P)ε  L10h=106/60n×(C/P)ε  L10S×D×L10

式中: L10:基本額定壽命,百萬(wàn)轉

L10h:基本額定壽命,h

L10S:基本額定壽命,m

C:基本額定動(dòng)負荷,N

P:當量動(dòng)負荷,N

n:工作轉速,rmin

D:旋轉直徑,m

ε:壽命指數,球軸承ε=3   滾子軸承ε=103

為簡(jiǎn)化計算方法,取500小時(shí)作為基本額定壽命,導出速度系數fn,)和壽命系數fh

fn=(33.33/n)1/ε   fh=(Lh/500)1/ε

式中:Lh:預定的軸承使用壽命

軸承壽命公式改寫(xiě)為:(fh/fn×P

2、當量動(dòng)負荷的計算

軸承在實(shí)際使用中承受純徑向負荷或純軸向負荷的機會(huì )并非很多,在大多數情況下是承受復合負荷的作用。因而在進(jìn)行軸承壽命計算時(shí)必須將實(shí)際負荷轉換為當量動(dòng)負荷,當量動(dòng)負荷可由下式計算:

PXFrYFa

式中,P:當量動(dòng)負荷,N(對于向心軸承表示為Pr;推力軸承表示為Pa

Pr:徑向負荷,N   Fa:軸向負荷,N

X:徑向負荷系數  Y:軸向負荷系數   X、Y載于軸承尺寸表

有時(shí)軸承處于振動(dòng)、沖擊的工況條件下工作,這時(shí)要引入沖擊負荷系數fp來(lái)滿(mǎn)足當量動(dòng)負荷的計算需要。因此,此時(shí)當量動(dòng)負荷的計算式如下:

PfpXFrYFa


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