轴承寿命及推力计算3.16

轴承使用寿命计算
通用轴承寿命计算：
ε
⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610 （1） h L 10——基本额定寿命（h ）
C ——基本额定动载荷（N ）
P ——当量动载荷（N ）
N ——转速（r/min ，这里值暂取30）
ε——寿命指数(球轴承取3，滚子轴承取10/3)
其中当量载荷： P=X*Fr + Y*Fa （2）
P 为当量动载荷
Fr 轴承所受的径向载荷(N)
Fa 轴承所受的轴向载荷(N)
X 径向动载荷系数
Y 轴向动载荷系数
对悬臂轴承进行受力分析：
上轴承6013-2Z 受到全部悬臂的重力以及径向力，下轴承6012-2Z 仅受到水平径向力。

根据力矩平衡，可以得出：
对于6013-2Z ：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620N
Fr = ∑Gi =1190N
对于6012-2Z ：：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620N
Fr = 0N
(一)、轴承型号：GB/T 296 6013-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。

基本尺寸：
基本额定静载荷：Cor = 24.8KN
基本额定动载荷：Cr = 32KN
查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr<e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。

算出当量动载荷，带入公式： P=X*Fr + Y*Fa =0*1190+1*6620=6620N
ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610=3
61066203200030*6010⎪⎭⎫ ⎝⎛=h L ≈62748h （二）轴承型号：GB/T 296 6012-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。

图同上。

基本额定静载荷：Cor = 24.2KN
基本额定动载荷：Cr = 31.5KN
查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr>e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。

算出当量动载荷，带入公式：
P=X*Fr + Y*Fa =0*0+1*6620=6620N
ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610=3
61066203150030*6010⎪⎭
⎫ ⎝⎛=h L ≈59852h 摩擦力矩的计算：
M ≈μ(d/2)F ，深沟球轴承μ值（0.0015~0.003）
6013-2Z ： M1=0.003*0.035*6620=0.6951NM
6012-2Z ： M2=0.003*0.03*6620 =0.5958NM
M=M1+M2=0.6951+0.5958=1.2909NM
在2400mm ，和500mm 处，推动转臂所需的力为：0.54N 、2.6N
机械手受力分析
一、自重夹取
若四爪平衡受力，则重力有四爪平均分配。

假设机械手抓取轮毂并即将离开工作台，处于平衡状态。

设轮毂边沿与竖直方向德夹角为α，轮毂受重力为G ，机械手对轮毂的作用力为F ，摩擦力为f ，静摩擦因数为μ；机械手抓手力臂如图1上下分别为l1、l2。

对轮毂进行受力分析，在重力、抓力、静摩擦力的共同作用下稳定。

根据图有：
αcos F f μ≤ …… ①
14
22L G fl FL =- ……② 4cos sin G F F ≥
+αμα ……③ 在摩擦力不足或刚好平衡时，即αcos F f μ=，可用下式求摩擦系数范围：
[]α
ββαββαααααcos cos )15sin(sin cos )15(cos cos )21(sin 12cos sin 21sin 22H V H V l L L L l L l L +-︒--︒=+-=-++≥μ （β为爪上杆与水平夹角，0)15sin(1)15cos(,1cos ≈-︒≈-︒≈βββ，，V 、H 分别为竖直、横杆的长度并已知，简化时可考虑采用）………④
L2、L1在系统稳定时是固定值=常数，只要 μ大于其最大值即可。

做出μ的曲线图并进行分析，找出其中几个点进行研究：
α趋向于90°时 ，这时：
, f=0 没有摩擦力
α=0°时，μ≈L2/L1。

α从0°向负90°变化时，μ值单调递增，最后趋向无穷大，趋于不稳定。

α变化范围在不到±45°之间，且在角在负值时，若摩擦力不够，爪会随抓取过程，打滑上移，并稳定。

变化时L2、L1变化，这个角度期间要稳定，μ值必须大于V/H ，对应爪（刹车软垫）与轮毂间的摩擦因数 ，在安全范围内（改小V/H 值）？随着爪垫磨损，摩擦系数变小，抓取位置会逐渐上升，平衡重力。

若还不能稳定，最后打滑上升，勾住轮缘。

二、若抓取时，四爪没有能平衡分配，则在起吊期间，由于相对应爪的受力不同，处理非稳定状态，配合爪脚转动副，进行自动调整，并趋于一致。

二、气缸夹取： 气缸作用面积：Mpa 5.0,20,63m m D ,4
2
2气压为其中mm d d D A ==-=π 工作压力： N P A N 33.5603105.01014.34
2063662
2=⨯⨯⨯⨯-=⨯=- αcos F f μ≤ ①
1)4
(22L N G fl FL +=- ② 4cos sin G F F ≥
+αμα ③ 在摩擦力不足或刚好平衡时，即αcos F f μ=，可用下式求摩擦系数范围：
[]αββααββα
αααααcos cos )15sin(sin 14sin cos )15(cos cos )21(sin 14sin 12cos sin 1421sin 22H V G NL H V l L G NL L L G NL l L l L +-︒---︒=+--=-+++≥μ在W AZZ-101-02004的图示状态下，F=1994N ，f 超过上限，取最大300N ，取μ=0.35，可以托起大于69.7kg 工件。

ANC 水槽夹紧装置轴承寿命
一、轴承代号：61805 轴承代号：61812。