軸承額定負(fù)荷與壽命 4.1 軸承的壽命
軸承即使在正常的條件下使用，軸承套圈與滾動(dòng)體的滾動(dòng)面因重復(fù)承受壓縮應(yīng)力，由於材料的疲勞引起剝脫(Flaking)， 以致無法使用。所謂軸承壽命，是指正滾道面及滾動(dòng)面發(fā)生剝脫為止的總回轉(zhuǎn)數(shù)。
此外，燒熔、磨損、龜裂、卡死、生銹等現(xiàn)象雖會(huì)使軸承不能使用，但這些現(xiàn)象僅稱之為軸承故障，與壽命定義是有區(qū)別的。軸承的選擇錯(cuò)誤、安裝不良、潤滑不當(dāng)及密封不良都是造成這些現(xiàn)象的原因，把這些原因消除掉即可避免軸承的故障。
4.2 基本額定壽命與基本額定動(dòng)負(fù)荷
即使將一批同樣軸承以同樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命也會(huì)有相當(dāng)?shù)牟町悾@是因?yàn)椴牧掀诒旧砭褪怯胁町愋运?。因此關(guān)於軸承壽命，以統(tǒng)計(jì)上考量材料疲勞的差異性，采用下述定義的基本額定壽命。
所謂基本額定壽命： 即是一批相同的軸承以同一條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 其中90%的軸承(信賴度90%)不會(huì)發(fā)生滾動(dòng)疲勞而剝脫的總回轉(zhuǎn)數(shù)。若以某固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則以總回轉(zhuǎn)時(shí)間表示。
所謂基本額定動(dòng)負(fù)荷，即是指滾動(dòng)軸承的負(fù)荷能力，也就是說在這種負(fù)荷條件下，可以使軸承達(dá)到100萬轉(zhuǎn)的基本額定壽命。在尺寸表中，TPl采用標(biāo)準(zhǔn)材料及制造方法所生產(chǎn)軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷。特別材料及制造方法所生產(chǎn)的軸承基本額定負(fù)荷請洽TPl。
基本額定壽命、基本額定動(dòng)負(fù)荷以及軸承負(fù)荷之間有如下式(4－1)的關(guān)系，對(duì)球軸承而言在此，
P=3...........球軸承
P=10/3...............滾子軸承
L10：基本額定壽命 106轉(zhuǎn)
Cr:基本動(dòng)額定負(fù)荷 N或kgf
p:基本動(dòng)當(dāng)量負(fù)荷 N或kgf
又，基本額定壽命以回轉(zhuǎn)時(shí)間表示時(shí)，用式(4-2)表示：
L10h=50Fhp.................(4-2)
回轉(zhuǎn)數(shù)n和速度系數(shù)的關(guān)系以及基本額定壽命L10h和壽命系數(shù)的關(guān)系如圖4-1所示。
4.3 使用機(jī)械與必要壽命
在選擇軸承時(shí)，一定要設(shè)定其使用條件的軸承必要壽命。必要壽命，主要是依使用機(jī)械的耐久期間和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的信賴度來設(shè)定。一般可作參考的必要壽命如表4-1所示。在決定軸承尺寸時(shí)，軸承疲勞壽命是一個(gè)重要基準(zhǔn)，但除了壽命以外，軸及外殼(座)的強(qiáng)度及剛性也是必須予以考慮。
4.4 當(dāng)量負(fù)荷
(1)動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷
徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷同時(shí)作用于軸承時(shí)， 能給予相同壽命而作用於軸承中心的假想負(fù)荷稱為動(dòng)當(dāng)量負(fù)荷。
向心軸承以純徑向負(fù)荷，故稱為動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷。
動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷可由式(4-6)得。
Pr=XFr+YFa.....................(4-6)
在此，
Pr:動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷 N或kgf
Fr:徑向負(fù)荷 N或kgf
Fa:軸向負(fù)荷 N或kgf
X:徑向負(fù)荷系數(shù)
Y:軸向負(fù)荷系數(shù)
X,Y的值各別記載於尺寸表中
一般來說，動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷為所使用軸承基本徑向額定動(dòng)負(fù)荷的6%以下稱輕負(fù)荷，6%以上至12%者稱為普通負(fù)荷，12%以上者稱為重負(fù)荷。
(2)靜當(dāng)量徑向負(fù)荷
軸承同時(shí)承受徑向負(fù)荷與軸向負(fù)荷時(shí)，滾動(dòng)體與滾道的接觸部中央承受最大負(fù)荷而形成永久變形量，能使該軸承發(fā)生相等永久變形量的假想單一負(fù)荷稱為靜當(dāng)量負(fù)荷。在向心軸承以純徑向負(fù)荷，故稱為靜當(dāng)量徑向負(fù)荷。
向心軸承的靜當(dāng)量徑向負(fù)荷采用式(4-7)及式(4-8)中求出值中的較大者。
P or=XoFr+YoFa................................(4-7)
P or=Fr.............................................(4-8)
在此，
P or：靜當(dāng)量徑向負(fù)荷 N或kgf
Fr： 徑向負(fù)荷 N或kgf
Fa： 軸向負(fù)荷 N或kgf
Xo 徑向負(fù)荷系數(shù)
Yo： 軸向負(fù)荷系數(shù)
Xo,Yo的值各別記載於尺寸表中
4.5 軸承的負(fù)荷分配
軸系可視為由軸承支援著的靜定梁來考慮作用於軸系的負(fù)荷分配於軸承。
例如，在圖4-2所示的軸，作用於軸承的徑向負(fù)荷由式(7·10)及(7·11)來表示。若
F rA：作用於軸承A的徑向負(fù)荷N或kgf
FrB：作用於軸承B的徑向負(fù)荷N或kgf
FI,FII：：作用於軸的徑向負(fù)荷N或gf
(例1) 深溝球軸承6207，以轉(zhuǎn)速n=650rpm，并承受徑向負(fù)荷Fr=2.8 kN{286kgf}時(shí)，試求其軸承壽命?多少?
(解) 動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷Pr依式(4-6)得
Pr=Fr=2.8kN或286kgf
6207的基本動(dòng)額定負(fù)荷Cr為25.7kN或2620kgf，回轉(zhuǎn)數(shù)n=650rpm的球軸承的速度系數(shù)Fn，依圖4-1可得Fn＝0.37，因此壽命系數(shù)Fn依式得：
因此，此Fn值的軸承壽命L10h，依圖4-1得約為20000小時(shí)。
(例2) 在例1加上軸向負(fù)荷Fa=1.6k或kgf作用時(shí)，軸承壽命L10h為多少?
(解) 為了計(jì)算動(dòng)當(dāng)量徑向負(fù)荷Pr得先求徑向負(fù)荷系數(shù)X和軸向負(fù)荷系數(shù)Y。因?yàn)檩S承6207的基本額定靜負(fù)荷Cor為5.3kN或1560kgf,因此
Fa/Cor=1.6/15.3=0.10
e=0.29
又，由作用的徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷，可得：
Fa/Fr=1.6/2.8=0.57>e=0.29
其次把當(dāng)量徑向負(fù)荷依式(4-6)求之可得：
Pr=XFr+YFa=0.56*2.8+1.48*1.6
?。?.94kN或420kgf
再依圖4-1和式4-3求壽命系數(shù)Fh,即得
因此，此Fh值的軸承壽命L10h，，依圖4-1得為7000小時(shí)。
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