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軸承額定負(fù)荷與壽命
軸承額定負(fù)荷與壽命
新聞出處:   2019-03-23 10:18:40

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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