专升本机械设计基础滚动轴承寿命计算..
(完整版)滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算一、基本额定寿命和基本额定动载荷1、基本额定寿命L10轴承寿命:单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。
由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下,各个轴承的寿命有很大的离散性,所以,用数理统计的办法来处理。
基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作,其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数(以106为单位)或一定转速下的工作时数。
(失效概率10%)。
2、基本额定动载荷C轴承的基本额定寿命L10=1(106转)时,轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。
在基本额定动载荷作用下,轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。
基本额定动载荷 C(1)向心轴承的C是纯径向载荷;(2)推力轴承的C是纯轴向载荷;(3)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。
二、滚动轴承的当量动载荷P定义:将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷,该假想载荷称为当量动载荷P,在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。
1.对只能承受径向载荷R的轴承(N、滚针轴承)P=F r2.对只能承受轴向载荷A的轴承(推力球(5)和推力滚子(8))P= F a3.同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F aX——径向载荷系数,Y——轴向载荷系数,X、Y——见下表。
径向动载荷系数X和轴向动载荷系数表12-3考虑冲击、振动等动载荷的影响,使轴承寿命降低,引入载荷系数fp—见下表。
载荷系数fp表12-4三、滚动轴承的寿命计算公式图12-9 载荷与寿命的关系曲线载荷与寿命的关系曲线方程为:=常数(12-3)3 球轴承ε——寿命指数10/3——滚子轴承根据定义:P=C,轴承所能承受的载荷为基本额定功载荷时,∴∴(106r) (12-2)按小时计的轴承寿命:(h)(12-3)考虑当工作t>120℃时,因金属组织硬度和润滑条件等的变化,轴承的基本额定动载荷C有所下降,∴引入温度系数f t——下表——对C修正表 12-5(106r)(12-4)(h)(12-5)当P、n已知,预期寿命为L h′,则要求选取的轴承的额定动载荷C为N ——选轴承型号和尺寸!(12-6)不同的机械上要求的轴承寿命推荐使用期见下表。
02.10 《机械设计基础》轴承
(2)计算当量动载荷
故查表得 X=0.44, Y=1.326。则
N 查系数表,X=1,Y=0。故 N因 ,故按 P1 计算轴承寿命。
(3)验算轴承寿命。 (4)静载荷计算由系数表查得,7207C 轴承,X0=0.5,Y0=0.46。故当量静载荷为 NP01=Fr2=1520 N
两者取大值,故 P0=902
A1 / Fr1 =
2100 1600 =0.7> e A2 / Fr 2 = > e 所以 P 1 = f p ( X1 Fr1 Y 1A 1 ) =0.41 3000+0.87 2100=3057N 3000 1000
P2 = f p ( X 2 Fr 2 Y2 A2 ) =0.41 1000+0.87 1600=1802N 所以 Lh =
S1 +300=374> S2 所以轴承 2 被“压紧” ,轴承 1 被“放松” 。A1= St =74N,A2= S1 +300=374N 74 A1/R1= =0.29< e 253 A1 74 = =0.29< e R1 253 A2 374 = =0.5>e 所以 P1 = fp× R1 =1.2 × 253=303.6N R2 747 106 F1C t 106 15800 10 × ( ) = × ( ) =112390h 60n P 60× 1000 1122 3
N
NP02=Fr2=1520
N 两者
取大值,故 P02=Fr2=1520N。又因 P02< P01,所以只按 P02 计算静载荷安全系数。由安全系数表,按正常情况取 S0=2,
则轴承的实际安全系数为
故静载荷计算安全。
结论:选用 7206C 轴承能满足预期寿命要求。 4. 某转轴由一对代号为 30312 的圆锥滚子轴承支承,轴上斜齿轮的轴向分 力 Fx=5000N, 方向如图。 已知两轴承处的径向支反力 Fr1=13600N, Fr2=22100N。 求轴承所受的轴向力 Fa。
机械设计(9.5.1)--滚动轴承寿命计算公式
一、基本概念
1.轴承的寿命
在一定载荷作用下,轴承运转到任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的总转数。
寿命数据离散性非常大。
2.一批轴承的寿命
对于一批同型号的滚动轴承,在一定条件下进行疲劳试
验,对试验数据统计处理后,得
出轴承的疲劳破坏概率与转数间
的关系。
一、基本概念
3.基本额定寿命
一批同型号的轴承,在同一条件下运转,当有10%的轴承产生疲劳点蚀时,
轴承所经历的总转数L
(单位106转)或工作
10
(单位h),称为滚动轴承的基本小时数L
10h
额定寿命。
4.基本额定动载荷
=1(106)时轴承能
基本额定寿命L
10
够承受极限载荷称为基本额定动载荷,用C
表示。
反映了轴承承载能力的大小。
二、计算公式
L 10/106r 0151015C
P /N r 10,1610101010εε
εε
⎪⎭⎫ ⎝⎛=====P C L C L P C P L L P 时
当常数
二、计算公式
h
6010r 10t 6h 106t 10εε⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P C f n L P C f
L 当轴承的预期寿命取定时,可求出轴承应具有的基本额定动载荷
9-5 滚承寿命算公式 三、不同可靠度下滚承寿命算
动轴计动轴计
三、不同可靠度下滚动轴承寿命计算
10
1L L n α=
可靠度R / %
909596979899α1 1.00.620.530.440.330.21。
滚动轴承的失效形式及寿命计算
轴承寿命曲线
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.3 基本额定动载荷及寿命计算
大量试验表明:对于相同型号的轴承,在不同载荷F1, F2 , F3 ,…作用下,若轴承的 寿命分别为L1 , L2 , L3 ,… (106转),则它们之间有如下的关系:
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.4 当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定条件下确定的。对向心轴承是指承受纯径向载荷; 对推力轴承是指承受中心轴向载荷。如果作用在轴承上的实际载荷与上述条件不一样,必须 将实际载荷换算为与上述条件相同的载荷后,才能与基本额定动载荷进行比较。换算后的载 荷是一种假定的载荷,称为当量动载荷。径向和轴向载荷分别用Fr和Fa表示。
对于向心轴承,径向当量动载荷P与实际载荷Fr和Fa的关系式为
径向轴承只承受径向载荷时,其当量动载荷为
推力轴承只能承受轴向载荷,其当量动载荷为
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.1 主要失效形式
1. 滚动体ห้องสมุดไป่ตู้力
滚动轴承在通过轴心线的轴向载荷(中心轴向载荷)犉犪作用下,可认为各滚动体所承 受的载荷是相等的。当轴承受纯径向载荷Fr作用时(见图),由于各接触点上存在弹性变形, 使内圈沿Fr方向下移一距离δ,上半圈滚动体不承受载荷,而下半圈各滚动体承受不同的载 荷。处于Fr作用线最下位置的滚动体受载最大Fmax ,而远离作用线的各滚动体,其受载就逐 渐减小。对于α=0°的向心轴承可以导出
滚动轴承的失效形式及寿命计算
2. 滚动轴承的失效形式
(1)疲劳破坏 (2)塑性变形
径向载荷的分布
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.2 轴承寿命
轴承的套圈或滚动体的材料首次出现疲劳点蚀前, 一个套圈相对于另一个套圈的转数,称为轴承的寿命。 寿命还可以用在恒定转速下的运转小时数来表示。
轴承设计寿命计算公式
当轴承的可靠性不为90%时,应加入可靠性寿命修正系数(表7)
表7可靠性寿命修正系数a1
可靠度(%)
90
95
96
97
98
99
a1
1
0.62
0.53
0.44
0.33
0.21
(2)运转条件的寿命修正系数a3
●正常运转条件下,可取a3=1;
●润滑条件十分理想时,可取a3>1;
●润滑条件不好时,可取a3<1。
表4角接触球轴承的系数X、Y
表5其它向心轴承的系数X、Y
表6推力轴承的系数X、Y
七、成对轴承所受轴向力
计算公式:
角接触球轴承:
圆锥滚子轴承:
式中e为判断系数,可由表4查出;Y应取表5中 的数值。
??????●正排列:若
则???
若????
则???
●反排列:若
则???
若??? ?
则???
八、成对轴承当量动载荷
(3)特殊的轴承性能寿命修正系数a2
●采用夹杂物含量非常低或经过特别分析处理的钢材,可取 ;
●采用特殊的材料、工艺或设计,而润滑却不良时,a2通常不能大于1的值;
●若采用特殊的热处理造成材料硬度降低而导致轴承寿命下降,应选取相应减小的a2值。
五、载荷系数fp
当轴承承受有冲击载荷时,当量动载荷计算时,引入载荷系数(表2)
表2冲击载荷系数fp
载荷性质
fp
举 例
无冲击或轻微冲击
1.0~1.2
电机、汽轮机、通风机、水泵等
中等冲击
1.2~1.8
车辆、机床、起重机、内燃机等
强大冲击
1.8~3.0
轴承寿命计算公式程序
轴承寿命计算公式程序在工程领域中,轴承是一种常见的机械零件,用于支撑和减少旋转摩擦。
轴承的寿命是指在一定条件下,轴承能够正常运转的时间,通常以小时或者圈数来表示。
轴承的寿命对于机械设备的性能和可靠性具有重要的影响。
因此,准确地计算轴承的寿命对于工程设计和维护具有重要意义。
轴承的寿命计算公式是根据轴承的负荷、转速、润滑方式等因素来确定的。
一般来说,轴承的寿命可以通过以下公式来计算:L = (C/P)^p。
其中,L为轴承的寿命(小时),C为基本额定动载荷(N),P为等效动载荷(N),p为指数。
在实际应用中,轴承的寿命计算还需要考虑到轴承的使用环境、润滑方式、轴承材料等因素。
因此,轴承的寿命计算公式程序需要考虑到这些因素的影响。
首先,基本额定动载荷(C)是指在轴承额定寿命(106次转动)内,轴承能够承受的最大动载荷。
它是由轴承制造商根据轴承的材料、几何形状等因素确定的。
基本额定动载荷是轴承寿命计算的重要参数,它直接影响到轴承的寿命。
其次,等效动载荷(P)是指在实际工作条件下,轴承承受的动载荷。
由于轴承在实际工作中可能同时承受径向载荷和轴向载荷,因此需要将这两种载荷转换为等效动载荷。
等效动载荷的计算需要考虑到轴承的载荷分布、工作条件等因素。
最后,指数(p)是根据轴承的类型、润滑方式等因素确定的。
不同类型的轴承具有不同的指数,它反映了轴承在不同工作条件下的寿命特性。
综上所述,轴承的寿命计算公式程序需要考虑到轴承的基本额定动载荷、等效动载荷和指数等因素。
通过合理地计算轴承的寿命,可以帮助工程师们选择合适的轴承类型和规格,从而提高机械设备的性能和可靠性。
除了轴承的寿命计算公式程序,轴承的寿命还受到许多其他因素的影响。
例如,轴承的润滑方式对于轴承的寿命具有重要影响。
合适的润滑方式可以减少轴承的摩擦和磨损,延长轴承的寿命。
此外,轴承的安装和维护也会影响轴承的寿命。
正确的安装和定期的维护可以减少轴承的故障率,延长轴承的使用寿命。
滚动轴承的寿命计算(1)
三、滚动轴承的当量动载荷 轴承在既承受轴向载荷又承受径向载荷,为了 便于研究, 将实际的轴向和径向载荷等效为一假 想的当量动载荷P来处理。
在当量动载荷作用下,轴承的工作寿命与在实 际工作载荷下的寿命相等。
P = X.Fr + Y.Fa
式中:P ——当量动载荷(N) Fr ——轴承所承受的径向载荷(N) Fa ——轴承所承受的轴向载荷(N) X,Y——径向载荷系数和轴向载荷系数,查表25.8。
1、失效形式
⑴ 疲劳点蚀 轴承长期承受交变接触应力作用,元件外表会 出现金属剥落——疲劳点蚀。 会使轴承运转过程中产生振动和噪声,旋转 精度下降,并逐渐失去工作能力。 疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。
⑵ 塑性变形 对转速较低的轴承,在很大的冲击或静载荷 作用下,滚道和滚动体出现塑性变形的凹坑。
当变形量过大便不能正常工作。
由于C′<C,故6208轴承满足要求
五、角接触轴承的内部轴向力 1. 角接触轴承的附加轴向力
角接触轴承(3类、7类)的承受径向载荷时,作用在滚动 体上的法向力可分解为径向分力和轴向分力。
各个滚动体上所受轴向分力的合力即为 轴承的附加派生轴向力FS。
附加派生轴向力的方向为从外圈的宽边 指向窄边。
派生轴向力的大小的计算式见表25.12。
用L10 (106r) 或Lh表示。
2、根本额定动载荷
轴承的根本额定寿命为 106r(即:L10 =1)时所能 承受的最大载荷——根本额定动载荷,以C表示。
即:在根本额定动载荷C作用下,这些轴承中 的90%可以工作106r,而不发生疲劳点蚀。
✓根本额定动载荷: ✓ 对向心轴承指纯径向载荷,用Cr表示; ✓ 对推力轴承指的是纯轴向载荷,用Ca表示。 ✓ 轴承根本额定动载荷可查阅有关设计手册或 轴承生产厂家的产品样本。
滚动轴承的寿命计算
轴承1被压紧 轴承2被放松
Fa1 =Fd2+Fae=7440N Fa12=Fd2=5440N
六.轴承寿命计算步骤
求R1、R2
→求Fa1、Fa2→
求P1、P2→
求Lh(C′)
例3:接上题,如果n=960r/min,fP=1.2, 求轴承寿命。
解:查得7212AC轴承的C=42800N,e=0.68
Fa1/R1=7440/5000=1.488>e
┌深沟球轴承—按f0Fa /C0r f0 =14.7 └角接触球轴承—按Fa /C0 查 e
查e
②判 Fa/Fr 与 e 的关系→定X、Y
Fa/Fr ≤e
Fa/Fr >e
-轴向力较小,可忽略不计, Y=0
-轴向力较大,要计 即:X≠1, Y≠0
只能承受纯径向载荷的轴承(N、NA类)P=fP Fr
(3)磨损、胶合、内外圈和保持架破损→不正常
寿命计算 →静强度计算
(二) 轴承的寿命
01 1.轴承寿命:
轴承中任一元件出现疲劳点蚀前,一 个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数。
02 2.基本额定寿命L10:
指一批相同的轴承,在相同运转条件下,有90%的轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数。 寓意:⑴一批轴承中有90%的寿命将比其基本额定寿命长
载荷R1=3500N,Fa1=1606N,R2=2500N,Fa2=0
f解P=:1.查2,得试:求CP01=、2P922。00Ne10.2 810 .0 .2 3 800 .6 .286 1.9 0 30.8085
①查e : ②求X、Y:
f0Fa1/C0 =14.7×1606/29200 = 0.8085 →e1在0.26~0.28之间,插值得 e1 = 0.27
滚动轴承寿命计算
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。
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。
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
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
滚动轴承寿命计算公式
轴承寿命计算公式
右图为在大量实验研究基础上得出
的代号为6207的轴承的载荷-寿命曲
线。
该曲线表示此类轴承的载荷P与基
本额定寿命L10 之间的关系。
曲线上相
应与寿命L10为一百万转的载荷
(25.5kN),即为6207轴承的基本额定
动载荷C。
其它型号的轴承,也有与上
述曲线的函数规律完全一样的载荷-寿
命曲线。
把此曲线用公式表示为:
或 (小
时)
式中:L10为以转数计的滚动轴承基本额定寿命
L h为以小时计的滚动轴承基本额定寿命
C 为滚动轴承的基本额定动载荷(单位:N)
P 为滚动轴承的当量额定动载荷(单位:N)
n 为滚动轴承的工作转速(单位:r/min)
ε为计算指数,对于球轴承,ε=3;对于滚子轴承,ε=10/3。
对于在较高温度下(如高于125℃)工作的滚动轴承,上述公式中的C值
须乘以温度系数f t(见下表),即: C t=f t C
轴承工作温度/℃≤120125150175200225250300350
温度系数f t 1.000.950.900.850.800.750.700.600.50
返 回/jp2003/jxsj/ch13/html/l10.htm[2011-11-27 15:59:27]。
专升本机械设计基础滚动轴承寿命计算
理由:基本额定动载荷是单向载荷(径向或轴向)试验条件下得出的。实际
情况可能受到双重载荷作用。很显然,单向载荷与双向载荷作用下,轴承的
寿命是不一样的。
含义:当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响,经换算后的
假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。
计算公式
P =X Fr+Y Fa
推力轴承—— P=Fa
X ——径向动载荷系数; Y ——轴向动载荷系数 邱 P374
向心轴承—— P=Fr
P =fd (X Fr+Y Fa)
fd 冲击载荷系数
邱P375
计算当量动载荷 P 的步骤(假设已知Fa、Fr):
二、寿命计算
载荷越大,寿命越短,载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定义: 当P<>C时,L10 = ?
曲线方程为
P L10 常数
P L10 C 1
P P
L10 L10
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
参数的意义: ε --寿命指数; 球轴承ε =3;滚子轴承ε =10/3
若轴承工作时转速为n r/min,则有:
L10h
10 6 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
实际上:a 由轴承手册中查取
二) 角接触轴承的安装方式
成对、反向安装:二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装(面对面安装)
反装(背靠背安装)
正装(面对面安装)
反装(背靠背安装)
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR,轴向工作载荷FA,轴二端用角接触轴承 支承,面对面安装,求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解:1)画出水平方向的受力简图, 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
轴承设计寿命计算公式
轴承设计寿命计算公式
L(寿命)=(C/P)^p
其中
L:轴承的寿命(工作时间)
C:基本动态负荷额定值(根据轴承的尺寸、材料和结构进行计算)P:轴承实际受力(根据轴承的负载情况和转速进行计算)
p:寿命指数(根据轴承的材料、制造工艺和使用环境进行选择)
轴承的基本动态负荷额定值C是指在既定的寿命要求下,能够承受的额定动态载荷。
为了能够合理地选择负荷额定值C,需要进行以下计算:
1.根据轴承的材料和制造工艺,确定基本动态载荷额定值(C0)和基本静态载荷额定值(Co);
2.根据加载情况和使用要求,计算相当负荷(P);
相当负荷是指在给定的工况下,实际受力与负荷额定值之间的比值。
为了能够准确地计算相当负荷,需要进行以下计算:
1.根据轴承受力和转速的变化情况,选择合适的负荷系数;
2.根据轴承的使用条件,考虑径向负荷和轴向负荷;
3.根据轴承的转速和运转时间,计算负荷参数。
寿命指数(p)是根据轴承材料、制造工艺和使用环境等因素考虑的一个修正系数。
为了准确地选择寿命指数,需要考虑以下因素:
1.轴承材料的强度和硬度;
2.制造工艺的精度和表面质量;
3.使用环境的温度、湿度和清洁度。
根据以上的计算和考虑因素,可以得到轴承的设计寿命(L)。
在实际设计中,通常还需要考虑其他因素,如轴承的维护和保养,以提高轴承的使用寿命。
轴承设计寿命计算公式
一、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下,滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5~3倍。
向心类轴承主要用于承受径向载荷,推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用,其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式:或式中:──基本额定寿命(106转);──基本额定寿命(小时h);C──基本额定动载荷,由轴承类型、尺寸查表获得;P──当量动载荷(N),──温度系数,由表1查得;n──轴承工作转速(r/min);──寿命指数(球轴承,滚子轴承)。
根据所受径向力、轴向力合成计算;三、温度系数f t当滚动轴承工作温度高于120℃时,需引入温度系数(表1)表1 温度系数四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时,当量载荷的基本计算公式为式中:P——当量动载荷,N;——径向载荷,N;——轴向载荷,N;X——径向动载荷系数;Y——轴向动载荷系数;——负荷系数五、载荷系数f p当轴承承受有冲击载荷时,当量动载荷计算时,引入载荷系数(表2)表2 冲击载荷系数f p六、动载荷系数X、Y表3 深沟球轴承的系数X、Y表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式:角接触球轴承:圆锥滚子轴承:式中e为判断系数,可由表4查出;Y应取表5中的数值。
●正排列:若则若则●反排列:若则若则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式:式中:P——当量动载荷,N;——径向载荷,N;——轴向载荷,N;X——径向动载荷系数;Y——轴向动载荷系数;——负荷系数。
九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时,可采用修正额定寿命计算公式:式中:──特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命(106转);a1──可靠度的寿命修正系数;a2──特殊的轴承性能寿命修正系数;a3──运转条件的寿命修正系数。
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2)同方向的力相加,并比较大小
若FS1 > Fs2 + FA , 则轴向右移动,轴承2被“压紧”,产生补充反力
F’s2 FS1 = Fs2 + F’s2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs1 - FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs1
左侧轴承被“放松”,故 F’s1 = 0
P =fd (X Fr+Y Fa)
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
L10 h 106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
n L h C C P 16670
(N)
8
三、角接触轴承轴向力Fa的计算 (解释Fa)
F’s1 FS1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
右侧轴承被“放松”,故 F’s2 = 0
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR,轴向工作载荷FA,轴二端用角接触轴承 支承,面对面安装,求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2
画出轴承的布置简图,并在图上标出FA,Fs1和Fs2;
将同方向的力相加,并比较彼此大小:分析轴向哪一边微动,
哪一个轴承间隙消失(压紧),哪一个轴承的间隙存在(放松);
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR,轴向工作载荷FA,轴二端用角接触轴承 支承,面对面安装,求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解:1)画出水平方向的受力简图, 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2)同方向的力相加,并比较大小
若FS1 < Fs2 + FA , 则轴向左移动,轴承1被“压紧”,产生补充反力
曲线方程为
P L10 常数
P L10 C 1
P P
L10 L10
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
参数的意义: ε --寿命指数; 球轴承ε =3;滚子轴承ε =10/3
若轴承工作时转速为n r/min,则有:
L10 h
106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
X ——径向动载荷系数; Y ——轴向动载荷系数 邱 P374
向心轴承—— P=Fr
P =fd (X Fr+Y Fa)
fd 冲击载荷系数
邱P375
计算当量动载荷 P 的步骤(假设已知Fa、Fr):
二、寿命计算
载荷越大,寿命越短,载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定义: 当P<>C时,L10 = ?
Fa的确定对角接触轴承是比较困难的:外加轴向力 + 内部轴向力FS FA、FR——作用在轴上的轴向力、径向力。 Fa、Fr ——作用在轴承上的轴向力、径向力 一) 载荷作用中心点O1、O2 O点位置应为各滚动体的载荷向量与 轴中心线的交点
B D BW a tg 2 2
B——轴承宽度 DBW ——滚动体中心圆直径 DBW = (D+d)/2
理由:基本额定动载荷是单向载荷(径向或轴向)试验条件下得出的。实际
情况可能受到双重载荷作用。很显然,单向载荷与双向载荷作用下,轴承的
寿命是不一样的。
含义:当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响,经换算后的
假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。
计算公式
P =X Fr+Y 由轴承手册中查取
二) 角接触轴承的安装方式
成对、反向安装:二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装(面对面安装)
反装(背靠背安装)
正装(面对面安装)
反装(背靠背安装)
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR,轴向工作载荷FA,轴二端用角接触轴承 支承,面对面安装,求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解:1)画出水平方向的受力简图, 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
意 义
• 对于一批轴承:90% 的轴承能达到或超过由理论计算得到基本额定寿命
L10,而10% 的轴承在达到之前已发生疲劳点蚀
• 对于一个轴承:该轴承达到或超过额定寿命的可靠性为90%
修正额定寿命
基本额定动载荷(Basic load rating,C)
标准规定:基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷
解:1)画出水平方向的受力简图,
标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2)同方向的力相加,并比较大小
若FS1 = Fs2 + FA
Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA
Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
角接触轴承的轴向载荷Fa的计算步骤小结
若轴承的预期使用寿命(service life)记为Lh’, 须使L10h> Lh’; 预期寿命 由机器的大修年限决定: 邱P376 若已知轴承所受的P和预期寿命Lh’, 可据此选用轴承的C:
n L h C C P 16670
(N)
上一节的内容:
基本额定寿命 L10或L10h 基本额定动载荷 C 当量动载荷 P
滚动轴承的动载荷和寿命计算
1
一、几个术语
轴承寿命(Bearing life)
轴承中任一元件在出现疲劳点蚀前所运转的总转数,或在 一定转速下的工作小时数 寿命的离散性
基本额定寿命(Basic life rating,L10 或 L10h)
一批相同的轴承,在相同的运转条件下,其中 90% 的轴承 在劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数
重要参数;它表示轴承抵抗疲劳点蚀能力的大小,由手册查取
如:6218轴承,查得C=73.8kN
轴承施加73.8kN 的力时,轴承可工作106转而不发生点蚀,可靠度为90% 向心轴承:Cr 角接触轴承:Cr; 推力轴承:Ca
当量动载荷 P
滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承 是指轴承承受纯径向载荷;对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实 际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷,则必须将实际载荷换算成与 实验条件相同的载荷后,才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的 载荷是一种假定载荷,称为当量载荷。