1、轴承寿命
在一定载荷作用下,轴承在出现点蚀前所经历的转数或小时数,称为轴承寿命。
由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。
为确定轴承寿命的标准,把轴承寿命与可靠性联系起来。
2、额定寿命
同样规格(型号、材料、工艺)的一批轴承,在同样的工作条件下使用,90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。
3、基本额定动载荷
为比较轴承抗点蚀的承载能力,规定轴承的额定寿命为一百万转(106)时,所能承受的最大载荷为基本额定动载荷,以C表示。
也就是轴承在额定动载荷C作用下,这种轴承工作一百万转(106)而不发生点蚀失效的可靠度为90%,C越大承载能力越高。
对于基本额定动载荷
(1)向心轴承是指纯径向载荷
(2)推力球轴承是指纯轴向载荷
(3)向心推力轴承是指产生纯径向位移得径向分量
轴承寿命的计算公式1.以208轴承为对象,进行大量的试验研究,建立了载荷与寿命的数字关系式线。 式中:
L10--轴承载荷为P时,所具有的基本额定寿命(106转)
C--基本额定动载荷 N
ε--指数
对球轴承:ε=3
对滚子轴承:ε=10/3
P--当量动载荷(N)
把在实际条件下轴承上所承受的载荷: A、R ,转化为实验条件下的载荷称为当量动载荷,对轴承元件来讲这个载荷是变动的,实验研究时,轴承寿命用106转为单位比较方便(记数器),但在实际生产中一般寿命用小时表示,为此须进行转换
L10×106=Lh×60n
所以 滚动轴承寿命计算分为:
1、已知轴承型号、载荷与轴的转速,计算Lh;
2、已知载荷、转速与预期寿命,计算C ,选取轴承型号。 通常取机器的中修或大修界限为轴承的设计寿命,一般取Lh'=5000,对于高温下工作的轴承应引入温度系数ft
Ct=ftC
t ≤120 125 150 200 300 ft 1 0.95 0.90 0.80 0.60
上两式变为: 对于向心轴承 对于推力轴承
2.、当量动载荷P的计算
在实际生产中轴承的工作条件是多种多样的,为此,要把实际工作条件下的载荷折算为假想寿命相同的实验载荷--当量载荷。
对于N0OOO、NU0OOO、NJ0OOO、NA0000只承受径向载荷:Pr=Rfp 对于51000、52000只承受轴向载荷:Pa=Afp
对于其它类型轴承2OOOO、lOO00、20OOO、60000、70000、30000、29000
Pr=fp(XR+YA)
式中:
R--轴承实际上承受的径向载荷
A--轴承实际上承受的轴向载荷
x--径向折算载荷系数
Y--轴向折算载荷系数
fp--载荷系数,考虑载荷和应力的变化、机器惯性等
3.、向心推力轴承轴向载荷的计算
1.压力中心
外圈是反力作用线与轴心线交点
对于向力推力轴承
式中: Dm=0.5(D十d)
对于跨度较大的轴,为简化计算假设压力中心在轴承宽度中心。
2.轴向载荷计算
首先介绍:轴承正装图13-13 b),铀承反装图13-13a)
向心推力轴承承受径向载荷时,要产生派生轴向力S,
按表13-7计算:
70000C:S=0.4R 70OOOAC:S=0.7R 70OOOB:S=R
30OOO:S=R/(2Y)
图13--13所示为一对向心推力轴承支承的轴,其上作用载荷为 Fr、Fa
为计算出各轴承上的当量动载荷P必须首先求出R1、A1和R2、A2。根据Fr很容易求出R1、R2;而计算A1、A2时不仅考虑Fa,还应考虑派生轴向力 S1,S2
图b)示为正装,取轴、内圈和滚动体为分离体,在 Fr作用下,轴承外圈对分离体的支反力N分解为R、S
图S2和Fa同向
如果 Fa+S2=S1
为保持平衡 A1=Fa+S2 A2=S1
2)如果 Fa+S2>S1时,则轴有向左窜动趋势;为保持平衡,轴承上必受轴承外圈一个平衡力Fb1
轴承1被压紧: A1=Fa+S2=S1+Fb1
轴承2被放松: A2=S1+Fb1-Fa=S2
3)如果 Fa+S2<S1时,则轴有向右窜动趋势,轴承2被压紧,轴承1放松,为保持平衡,轴承2上受轴承外圈平衡力Fb2
被压紧轴承2:A2=S1-Fa=S2+Fb2
被放松轴承1:A1=Fa+S2+Fb2=S1
下面归纳30000、70000轴承计算轴向载荷A的方法:
(l)根据轴承安装结构,先判明轴上全部轴向力合力的指向,分清被压紧和放松轴承,合力由面指向背的轴承被压紧。
(2)被压紧轴承,轴向力 A等于除本身派生轴向力外,其它轴向力的代数和。
(3)被放松轴承,轴向力 A等于它本身派生轴向力