軸承基本知識(shí)——軸承尺寸的選擇
更新時(shí)間：2022-09-26 瀏覽：397次
軸承在承受負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于套圈滾道面及滾動(dòng)體滾動(dòng)面不斷地受到交變負(fù)荷的作用，即使使用條件正常也會(huì)因材料疲勞使?jié)L道面及滾動(dòng)面出現(xiàn)剝離或剝落（即魚(yú)鱗狀損傷），即疲勞損傷。即使是結(jié)構(gòu)尺寸、材料、加工方法等完全相同的軸承，在同樣條件下旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承的（疲勞）壽命仍會(huì)出現(xiàn)較大的差異。這是因?yàn)椴牧媳旧砑从须x散性。但在實(shí)際工作時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)疲勞損傷以外的損傷現(xiàn)象。這些損傷可以通過(guò)做好軸承的選擇、安裝和潤(rùn)滑等加以避免，為了確定軸承尺寸，往往要根據(jù)軸承承受的負(fù)荷性質(zhì)、軸承壽命及可靠性要求等分別進(jìn)行計(jì)算。
1、軸承壽命的計(jì)算
軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷表示軸承耐滾動(dòng)疲勞的能力，是指大小和方向一定的純徑向負(fù)荷或純軸向負(fù)荷，在內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈固定（或內(nèi)圈固定外圈旋轉(zhuǎn)）的條件下，基本額定壽命可達(dá)100萬(wàn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷。軸承的基本額定壽命系指單個(gè)軸承或一組相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的近于相同的軸承可靠性為90％時(shí)的壽命。
合理的確定軸承的使用壽命對(duì)軸承使用者來(lái)說(shuō)是非常重要的，這是因?yàn)閴勖A(yù)估的過(guò)長(zhǎng)與過(guò)短對(duì)使用都是不利的。壽命過(guò)長(zhǎng)會(huì)使軸承尺寸過(guò)大過(guò)重而造成不必要的浪費(fèi)；壽命過(guò)短則勢(shì)必造成極為頻繁地更換軸承而帶來(lái)不必要的麻煩與人力的浪費(fèi)。因而在確定軸承的使用壽命時(shí)，應(yīng)充分對(duì)機(jī)械的類別和各種不同的工作條件及可靠性要求等因素加以綜合評(píng)價(jià)后確定。
額定壽命按下式進(jìn)行計(jì)算：
L10＝(C/P)ε L10h=106/60n×(C/P)ε L10S=π×D×L10
式中： L10：基本額定壽命，百萬(wàn)轉(zhuǎn)
L10h：基本額定壽命，h
L10S：基本額定壽命，m
C：基本額定動(dòng)負(fù)荷，N
P：當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，N
n：工作轉(zhuǎn)速，r／min
D：旋轉(zhuǎn)直徑，m
ε：壽命指數(shù)，球軸承ε＝3 滾子軸承ε＝10／3
為簡(jiǎn)化計(jì)算方法，取500小時(shí)作為基本額定壽命，導(dǎo)出速度系數(shù)fn，）和壽命系數(shù)fh：
fn=(33.33/n)1/ε fh=(Lh/500)1/ε
式中：Lh：預(yù)定的軸承使用壽命
軸承壽命公式改寫(xiě)為：（fh/fn）×P
2、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算
軸承在實(shí)際使用中承受純徑向負(fù)荷或純軸向負(fù)荷的機(jī)會(huì)并非很多，在大多數(shù)情況下是承受復(fù)合負(fù)荷的作用。因而在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)必須將實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換為當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷可由下式計(jì)算：
P＝XFr＋YFa
式中，P：當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，N（對(duì)于向心軸承表示為Pr；推力軸承表示為Pa）
Pr：徑向負(fù)荷，N Fa：軸向負(fù)荷，N
X：徑向負(fù)荷系數(shù) Y：軸向負(fù)荷系數(shù) X、Y載于軸承尺寸表
有時(shí)軸承處于振動(dòng)、沖擊的工況條件下工作，這時(shí)要引入沖擊負(fù)荷系數(shù)fp來(lái)滿足當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算需要。因此，此時(shí)當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算式如下：
P＝fp（XFr＋YFa）
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