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

        軸承額定負荷與壽命 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)面因重復承受壓縮應力,由於材料的疲勞引起剝脫(Flaking), 以致無(wú)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數。
           此外,燒熔、磨損、龜裂、卡死、生銹等現象雖會(huì )使軸承不能使用,但這些現象僅稱(chēng)之為軸承故障,與壽命定義是有區別的。軸承的選擇錯誤、安裝不良、潤滑不當及密封不良都是造成這些現象的原因,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)負荷
          即使將一批同樣軸承以同樣的條件下運轉,壽命也會(huì )有相當的差異,這是因為材料疲勞本身就是有差異性所致。因此關(guān)於軸承壽命,以統計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)行運轉時(shí), 其中90%的軸承(信賴(lài)度90%)不會(huì )發(fā)生滾動(dòng)疲勞而剝脫的總回轉數。若以某固定轉速運轉時(shí),則以總回轉時(shí)間表示。
           所謂基本額定動(dòng)負荷,即是指滾動(dòng)軸承的負荷能力,也就是說(shuō)在這種負荷條件下,可以使軸承達到100萬(wàn)轉的基本額定壽命。在尺寸表中,TPl采用標準材料及制造方法所生產(chǎn)軸承的基本額定動(dòng)負荷。特別材料及制造方法所生產(chǎn)的軸承基本額定負荷請洽TPl。
          基本額定壽命、基本額定動(dòng)負荷以及軸承負荷之間有如下式(4-1)的關(guān)系,對球軸承而言在此,

        P=3...........球軸承
        P=10/3...............滾子軸承
        L10:基本額定壽命   106轉
        Cr:基本動(dòng)額定負荷  N或kgf
        p:基本動(dòng)當量負荷  N或kgf
        又,基本額定壽命以回轉時(shí)間表示時(shí),用式(4-2)表示:
        L10h=50Fhp.................(4-2)

        回轉數n和速度系數的關(guān)系以及基本額定壽命L10h和壽命系數的關(guān)系如圖4-1所示。
        4.3 使用機械與必要壽命
          在選擇軸承時(shí),一定要設定其使用條件的軸承必要壽命。必要壽命,主要是依使用機械的耐久期間和運轉時(shí)的信賴(lài)度來(lái)設定。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,但除了壽命以外,軸及外殼(座)的強度及剛性也是必須予以考慮。
        4.4 當量負荷
        (1)動(dòng)當量徑向負荷
          徑向負荷和軸向負荷同時(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荷稱(chēng)為動(dòng)當量負荷。
          向心軸承以純徑向負荷,故稱(chēng)為動(dòng)當量徑向負荷。
          動(dòng)當量徑向負荷可由式(4-6)得。
          Pr=XFr+YFa.....................(4-6)
          在此,
          Pr:動(dòng)當量徑向負荷  N或kgf
          Fr:徑向負荷  N或kgf
          Fa:軸向負荷  N或kgf
          X:徑向負荷系數
          Y:軸向負荷系數
          X,Y的值各別記載於尺寸表中
          一般來(lái)說(shuō),動(dòng)當量徑向負荷為所使用軸承基本徑向額定動(dòng)負荷的6%以下稱(chēng)輕負荷,6%以上至12%者稱(chēng)為普通負荷,12%以上者稱(chēng)為重負荷。

        (2)靜當量徑向負荷
        軸承同時(shí)承受徑向負荷與軸向負荷時(shí),滾動(dòng)體與滾道的接觸部中央承受最大負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荷稱(chēng)為靜當量負荷。在向心軸承以純徑向負荷,故稱(chēng)為靜當量徑向負荷。
           向心軸承的靜當量徑向負荷采用式(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:靜當量徑向負荷 N或kgf
            Fr: 徑向負荷 N或kgf
            Fa: 軸向負荷 N或kgf
            Xo 徑向負荷系數
            Yo: 軸向負荷系數
            Xo,Yo的值各別記載於尺寸表中 
        4.5 軸承的負荷分配
           軸系可視為由軸承支援著(zhù)的靜定梁來(lái)考慮作用於軸系的負荷分配於軸承。
        例如,在圖4-2所示的軸,作用於軸承的徑向負荷由式(7·10)及(7·11)來(lái)表示。若

        F rA:作用於軸承A的徑向負荷N或kgf
           FrB:作用於軸承B的徑向負荷N或kgf
           FI,FII::作用於軸的徑向負荷N或gf 

        (例1)  深溝球軸承6207,以轉速n=650rpm,并承受徑向負荷Fr=2.8 kN{286kgf}時(shí),試求其軸承壽命?多少?
        (解)  動(dòng)當量徑向負荷Pr依式(4-6)得
            Pr=Fr=2.8kN或286kgf
            6207的基本動(dòng)額定負荷Cr為25.7kN或2620kgf,回轉數n=650rpm的球軸承的速度系數Fn,依圖4-1可得Fn=0.37,因此壽命系數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加上軸向負荷Fa=1.6k或kgf作用時(shí),軸承壽命L10h為多少?
        (解)  為了計算動(dòng)當量徑向負荷Pr得先求徑向負荷系數X和軸向負荷系數Y。因為軸承6207的基本額定靜負荷Cor為5.3kN或1560kgf,因此
           Fa/Cor=1.6/15.3=0.10
           e=0.29
           又,由作用的徑向負荷、軸向負荷,可得:
           Fa/Fr=1.6/2.8=0.57>e=0.29
           其次把當量徑向負荷依式(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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