滚动轴承使用知识讲2(2)

2019-08-30 11:21

径向载荷R(6、1、N)

轴向载荷A(5) 角向载荷 R+ A(7、3) 滚动轴承类型选择原则 若轴承承受纯径向载荷, 一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承 若所承受的纯轴向载荷,可选用推力球轴承或推力滚子轴承;

当轴承在承受径向载荷的同时,还承受不大的轴向载荷时,可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构,分别承担径向载荷和轴向载荷。 二、由载荷和预期寿命选择轴承尺寸 1、轴承寿命的定义

轴承在承受负荷旋转时,由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用,即使使用条件正常,也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤(称做剥离或剥落)。出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“(疲劳)寿命”。

即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承,在同样条件下旋转时,轴承的(疲劳)寿命仍会出现较大的差异。这是因为材料疲劳本身即具有离散性,应从统计的角度来考虑。

于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时,其中90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额定寿命”(即可靠性为90%的寿命)。

2、基本额定动负荷与当量动负荷 ⑴基本额定动负荷

基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力(即负荷能力),是指大小和方向一定的纯径向负荷(对于向心轴承)或纯轴向负荷(对于推力轴承),在内圈旋转外圈固定(或内圈固定外圈旋转)的条件下,该负荷下的基本额

定寿命可达100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr与Ca表示,其数值规定在手册(样本)中。

手册(样本)中给出的载荷单位为N(牛顿)

1 N(牛顿)=0.1020Kgf(公斤力) 1k N(千牛顿)=102Kgf(公斤力)

⑵当量动负荷

轴承实际工作情况承受的负荷并不是纯径向负荷或纯轴向负荷,而是二者的合成负荷,且负荷条件多种多样。因此,不可能将轴承的实际负荷直接与基本额定动负荷比较。

这时,则将实际负荷换算成通过轴承中心,且大小和方向一定的假想负荷来进行分析比较,轴承在假想负荷下具有与实际负荷和转速下相同的寿命。

这样的假想实际负荷称做当量动负荷,用P表示。 ①当量动负荷的计算

承受大小和方向一定的合成负荷的向心轴承与推力轴承(a不等于90度)的当量动负荷可由下式计算: P=XFr+YFa 这里,

P:当量动负荷,N{kgf}

Fr:径向负荷,N{kgf}对于向心轴承,表示为Pr:径向当量动负荷

Fa:轴向负荷,N{kgf}对于推力轴承,表示为Pa:轴向当量动负荷 X:径向负荷系数 Y:轴向负荷系数

负荷系数X与Y载于机械设计手册中

对于单列向心轴承,当Fa/Fr<=e时,取X=1、Y=0,因此,这时当量动负荷为Pr=Fr。

对于单列角接触球轴承及圆锥滚子轴承,由于承受径向负荷时会产生轴向分力(Fac),因此,轴向分力可由下式计算: Fac=Fr/2Y

3)推力调心滚子轴承的当量动负荷由下式计算: Pa=Fa+1.2Fr 这里Fr/Fa<=0.55

②负荷变化时的平均当量动负荷

轴承承受大小或方向变化的负荷时,需要计算使轴承具有与实际变化条件下相同寿命的平均当量动负荷。

3、轴承寿命计算公式

滚动轴承载荷与基本额定寿命的关系曲线如下图

轴承的P?L10关系曲线

曲线方程为

当L10 即

L10?C?6??? 10r ?P??PL10??常数

?1时,P?C,则

PL10?C?1???常数

(1)

若用工作小时数表示轴承的基本额定寿命,则

L10h=

式中:

L10——基本额定寿命; P10?C???h60n?P?6? (2)

——当量动载荷; ——寿命指数,球轴承??3,滚子轴承??103;

?n——轴承的转速。

(1)在轴承选择时,轴承转速n通常是已知的条件,当量动载荷P则可由使用者根据轴承所受外载荷和工作条件自行计算。这样,当选定轴承型号时(即确定出额定动载荷C值),利用公式⑵很容易计算出轴承的使用寿命L10h,

?h 以校验所选择的轴承是否满足预期的使用寿命L10例:一电动机选用6208轴承、转速1500r/min、P=2.5KN、每天工作8小时、每月25天,试计算能否满足运行5年的预期寿命要求?

解:查UBC样本6208轴承额定动负荷Cr=26.19KN,代入公式⑵ L10h=

10?C???h60n?P?6??26.19?=??60?1500?2.5?10000003h=12774.5(小时)


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