13滚动轴承.ppt

滚动轴承的载荷 失效形式和计算准则 滚动轴承的选择计算 第13章滚动轴承 滚动轴承的类型和应用 滚动轴承的组合结构设计 工程背景 滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的 与滑动轴承相比 滚动轴承具有摩擦阻力小 功耗少 启动容易等优点 滚动轴承绝大部分已经标准化 在机械设计中只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号 并在综合考虑定位 配合 调整 装拆 润滑和密封等因素情况下进行组合结构设计 因滚动轴承的支承精度和传动效率高 互换性好 使用成本低 所以广泛应用于各类机电产品中 第13章滚动轴承 设计者思维 作为工程师 在设计滑动轴承时 需要考虑以下几个问题 反映滚动轴承工作性能的参数有哪些 如何用代号来标识滚动轴承 如何根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号如何在综合考虑定位 配合 调整 装拆 润滑和密封等因素情况下进行滚动轴承的组合结构设计 如何确定滚动轴承所受载荷的方向和大小 如何结合滚动轴承可能的失效形式进行性能参数的校核计算 第13章滚动轴承 简单实例 图13 1所示轴系结构中 共使用了三个滚动轴承 其中一对向心轴承的内圈套于转轴上并与转轴一起转动 外圈静止于机座孔中 借助于内外圈之间的滚动体实现对转轴的径向支承和定位 并将作用于轴上的径向力通过内圈 滚动体和外圈传递到机座上 左侧推力轴承的轴圈套于转轴上并与转轴一起转动 两个座圈在端面摩擦力作用下保持静止 借助于座圈和轴圈之间的滚动体实现对转轴的轴向支承和定位 并能传递双向轴向力 图13 1滚动轴承的应用 第13章滚动轴承 13 1滑动轴承的类型和应用 1 滚动轴承的构造和应用方式 第13章滚动轴承 滚动体的形状主要有球形和滚子形两类 其中滚子类滚动体根据回转面形状的不同又有圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子和滚针等 如图13 3所示 滚动体是构成滚动摩擦轴承不可缺少的最基本元件 而且其形状 大小和数量直接影响滚动轴承的承载能力 图13 3常用滚动体的形状 第13章滚动轴承 直线运动滚动支承是一种实现轴向直线运动的滚动轴承 常简称为直线轴承 图13 4为其典型构造 它由圆筒形外圈 套筒 1 滚动体2和保持架3组成 图13 4直线运动滚动支承的典型构造 第13章滚动轴承 应用时 将圆柱光轴穿入直线轴承孔中 光轴兼起内圈的作用 若将轴或轴承加以固定 两者即形成可轴向相对移动的径向支承 起直线运动导轨的作用 运转时 轴与轴承作相对直线移动 相当于两者构成移动副 根据需要两者之间也可有周向转动 相当于两者构成转动副 轴承只承受径向载荷 不承受轴向载荷 第13章滚动轴承 2 滚动轴承常用材料 滚动体和内 外圈材料要求有高的硬度和接触疲劳强度 良好的耐磨性和冲击韧性 一般用含铬合金钢制造 常用材料有GCr15 GCr15SiMn等 经热处理后硬度应不低于60HRC 保持架用较软材料制成 有冲压型和实体型 第13章滚动轴承 冲压保持架 图13 2a 一般用低碳钢板冲压后经铆接或焊接而成 它与滚动体间有较大的间隙 图13 2通用轴承的典型构造 实体保持架 图13 2b 常用铜合金 铝合金或塑料等材料经切削加工制成 有较好的定心作用 适用于高速轴承 第13章滚动轴承 3 滚动轴承的工作特点 优点 1 应用设计简单 产品已标准化 系列化 具有很好的互换性和通用性 2 效率高 介于液体动力润滑滑动轴承和混合润滑滑动轴承之间 可达0 98 0 99 起动摩擦力矩小 3 负荷 转速和工作温度的适应范围宽 工况条件的少量变化对轴承性能影响不大 4 大多数类型能同时承受径向和轴向载荷 且轴向尺寸较小 5 易于润滑和维护 第13章滚动轴承 缺点 1 抗冲击能力较差 高速运转时振动及噪音较大 2 径向尺寸比滑动轴承大 3 高速 重载荷时的寿命较低 第13章滚动轴承 1滚动轴承的结构类型 1 接触角 滚动体与外圈轨道接触点的法线与轴承径向平面的夹角 第13章滚动轴承 径向接触轴承 角接触向心轴承 角接触推力轴承 轴向接触轴承 第13章滚动轴承 常用滚动轴承的结构类型及其主要性能 特点和应用列于表13 2中 第13章滚动轴承 第13章滚动轴承 第13章滚动轴承 第13章滚动轴承 2滚动轴承代号 GB272 T 93 代号用于表征滚动轴承的结构 尺寸 类型 精度等 滚动轴承代号构成 32309 C2 P2 第13章滚动轴承 1 基本代号 1 内径代号 右起一二位 内径尺寸 第13章滚动轴承 图13 5直径系列的尺寸对比 2 尺寸代号 右起三四位 内径相同 外径宽度不同 a 直径系列 右起第三位 结构内径相同 外径宽度变化 向心及向心推力轴承 0 1 特轻 2 轻 3 中 4 重系列 第13章滚动轴承 b 宽度系列 右起第四位 结构内径外径相同 宽度变化正常宽度0不标 对圆锥滚子轴承 3类 和调心滚子轴承 2类 不能省略 0 图13 5直径系列的尺寸对比 第13章滚动轴承 3 类型代号 右起五位 轴承类型 常用 30209 圆锥滚子 63710 深沟球 71915 角接触球 第13章滚动轴承 2 后置代号 字母或数字 基本代号的补充 表示结构 尺寸 公差 材料特殊性 1 内部结构代号 同类轴承 内部结构不同 例 7310C AC B 接触角分别为15 25 40 2 公差等级代号 共5个级别 第13章滚动轴承 3 径向游隙系列 径向游隙组 游隙小 1 2 0 3 4 5 游隙大 标注方法 C1 C2 0组常用 不标注 C3 C4 C5 第13章滚动轴承 3 前置代号 字母 表示轴承的分部件 1 L 可分离轴承的内外圈 例 LNU207 内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈 2 K 滚动体与保持架组件 滚动轴承代号示例 6305 3中系列深沟球 正常宽度系列 正常结构 0级公差 0组游隙 7210C C3 P4 2轻系列角接触球 正常宽度 正常结构 4级公差 3组游隙接触角15 30310 P6 2中系列圆锥滚子轴承 正常宽度 正常结构 6级公差 0组游隙 第13章滚动轴承 滚动轴承的选用 原则 轴承特性与工作条件匹配 1 类型选择 1 承载情况 方向 纯轴向载荷 轴向接触轴承 推力轴承 纯径向载荷 径向接触轴承 向心轴承 径向 轴向载荷 角接触轴承 大小 载荷大 有冲击 滚子轴承 载荷小 球轴承 第13章滚动轴承 2 转速要求 n nmax 高速 要求旋转精度高 优先采用球轴承 低速可选滚子轴承 3 调心性 长轴 刚度低 或多支点 要求轴承具有调心性 调心轴承 4 空间限制 径向尺寸受限 滚针轴承 内外圈可分离 圆锥滚子 圆柱滚子 6 价格 球轴承低 滚子轴承高 公差等级高 价格也越高 5 装拆方便 第13章滚动轴承 2 尺寸选择 选择型号 内径 外径 宽度系列 选定类型 初定型号 验算寿命 第13章滚动轴承 13 2滚动轴承的载荷 失效形式和计算准则 向心轴承中的载荷分布 图13 6a所示向心轴承 所受轴向载荷Fa经过回转轴线 由于轴承圆周方向的结构对称性 由轴向载荷Fa传至各滚动体上的作用力可认为是基本相等的 第13章滚动轴承 但在径向载荷Fr作用下 图13 6b 由Fr传至各滚动体上的作用力并非均匀分配 第13章滚动轴承 如图13 6c所示 在Fr作用下 位于下半圈的滚动体与内 外圈滚道接触处将产生局部弹性变形 使内圈沿Fr方向整体下降一段距离 由此导致位于上半圈的滚动体与内 外圈之间出现间隙 不起传力作用 第13章滚动轴承 位于下半圈的滚动体与内 外圈之间进一步压紧 并联合承受Fr 其中处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大 而远离作用线的各滚动体承载逐渐减小 根据力平衡条件和变形协调条件可以求出滚动体所受最大载荷Fmax 实际情况下轴承内部存在间隙 承受Fr的载荷区将小于半圈 第13章滚动轴承 角接触向心轴承中的附加轴向力 角接触向心轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承 当角接触向心轴承受径向载荷Fr时 会产生附加轴向力FS 第13章滚动轴承 如图13 7所示 由于轴承承载区中第i个滚动体与内 外圈接触处的合力 Fi 作用线偏斜了一个公称接触角 Fi将在内 外圈上产生径向分力Fri和轴向分力FSi 图13 7角接触向心轴承的附加轴向力 第13章滚动轴承 承载区各滚动体径向分力的合力 Fri与Fr相平衡 轴向分力的合力 FSi即为附加轴向力FS FS是角接触向心轴承的内部作用力 它使轴颈和内圈有向左移动的趋势 第13章滚动轴承 图13 7角接触向心轴承的附加轴向力 常用角接触向心轴承的附加轴向力计算公式见表13 6 表13 6角接触向心轴承的附加轴向力 角接触向心轴承传到轴上的附加轴向力FS的方向是可根据接触角的方向来判定 第13章滚动轴承 角接触向心轴承的配置形式和轴向力计算 为实现双向轴向力的传递并使附加轴向力得到部分平衡 角接触向心轴承应成对使用 图13 8和图13 9为角接触向心轴承成对使用时的主要配置形式 图13 8一对相同轴承反向靠拢安装 第13章滚动轴承 图13 9一对相同轴承反向远离安装及轴向力分析 图13 9为一对相同轴承反向远离安装 起两个支承的作用 第13章滚动轴承 1 如果FS2 FA FS1 轴有向右移动的趋势 因轴承1外圈的右端受到轴承盖的限位 从而使轴承1被 压紧 轴承2被 放松 Fa1 FS2 FA Fa2 FS2 第13章滚动轴承 2 如果FS2 FA FS1 轴有向左移动的趋势 轴承2被 压紧 轴承1被 放松 Fa2 FS1 FA Fa1 FS1 第13章滚动轴承 3 如果FS2 FA FS1 轴承外圈与轴承盖或机座之间无轴向压力 理论上来讲 轴处于游动状态 两轴承所受轴向力仅为其本身的附加轴向力 但这种情况较难出现 Fa1 FS1 Fa2 FS2 第13章滚动轴承 滚动轴承的失效形式 点蚀 内 外圈的滚道及滚动体的表面出现许多点蚀坑 过载 装配不当 配合过紧 内外圈不正 和润滑不良 磨粒磨损 滚道表面 滚动体与保持架接触部位发生磨损 引起内部松动 轴承内部有研磨物 润滑不良 粘着磨损 在滚道及滚动体表面上有粘着痕迹 速度太高 润滑不良 不适当的装配 内外圈配合柱面松动 第13章滚动轴承 断裂 内外圈上发生轴向 周向裂纹 保持架开裂 配合太紧 装配面不均匀 轴承座畸变 旋转爬行或微动磨损 塑性变形 滚动体或套圈滚道上出现不均匀的塑性变形凹坑 静载荷或冲击载荷过大 其他 锈蚀 电腐蚀 不正常温升 轴承内有湿气或酸液 有电流连续或简短通过 润滑剂太多 内部游隙不当等 第13章滚动轴承 滚动轴承的计算准则 一般工作条件下的回转滚动轴承 应进行接触疲劳寿命计算和静强度计算 对于摆动或转速较低的轴承 只需作静强度计算 高速轴承由于发热而造成的粘着磨损 烧伤是主要的失效形式 除进行寿命计算外 还需核验极限转速 第13章滚动轴承 13 3滚动轴承的选择计算 滚动轴承的性能参数 1 轴承寿命与可靠度 单个轴承中任一元件出现疲劳扩展迹象前内 外圈相对旋转的总转数或一定转速下的工作时间称为轴承寿命 图13 10滚动轴承的寿命与可靠度的关系 第13章滚动轴承 2 基本额定寿命 对于同一条件下运转的一组相同的滚动轴承 将不失效的可靠度为90 时的寿命称为基本额定寿命 用L10表示 单位为1 106转 或用一定转速下运转的小时数L10h表示 由于基本额定寿命与失效的概率有关 所以当一组相同轴承运转到基本额定寿命时 可能有10 的轴承发生了失效 也可能有90 以上的轴承仍能继续正常工作 对于单个轴承而言 它能正常工作到基本额定寿命的概率为90 第13章滚动轴承 3 基本额定动载荷 对应基本额定寿命为106转时 轴承所能承受的载荷C 1 C 轴承承载能力的度量 查手册 2 对应于C 轴承基本额定寿命为106转 3 C的性质 向心轴承 径向负荷推力轴承 轴向负荷 第13章滚动轴承 4 基本额定静载荷 在轴承处于静止或缓慢运转状态下 当受载最大的滚动体与滚道接触处的接触应力达到指定值时的假想载荷 称为基本额定静载荷 用C0表示 第13章滚动轴承 向心轴承 基本额定静载荷是指纯径向载荷 并称之为径向基本额定静载荷 用C0r表示 推力轴承 基本额定静载荷是指纯轴向载荷 并称之为轴向基本额定静载荷 用C0a表示 第13章滚动轴承 5 极限转速 滚动轴承转速过高时 不仅会使运动元件的惯性力急剧增大 而且会使摩擦面间温度升高 影响润滑性能 从而导致滚动体回火或元件的胶合失效 因此滚动轴承的使用均有转速的限制 滚动轴承的极限转速nlim 是指在一定载荷和润滑条件下允许的最高转速 第13章滚动轴承 基本额定动载荷C 基本额定静载荷C0和极限转速nlim是反映滚动轴承性能的三个基本参数 其值可由轴承样本或有关手册查取 第13章滚动轴承 滚动轴承的当量动载荷 滚动轴承的基本额定动载荷是在恒定的纯径向载荷 向心轴承 或纯轴向载荷 推力轴承 条件下确定的 如果实际工况下作用在轴承上的载荷既有径向载荷又有轴向载荷 并有冲击存在 则必须将实际载荷转换成与基本额定动载荷的载荷条件相一致的载荷 才能利用基本额定动载荷来计算实际工况下轴承的寿命 转换所得载荷是一个假想载荷 称为当量动载荷 用P表示 其计算公式为 第13章滚动轴承 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的寿命与所受载荷的大小有关 并随载荷的增大而降低 大量试验表明 滚动轴承的基本额定寿命L10与当量动载荷P之间具有下列关系 P L10 常数 第13章滚动轴承 为寿命指数 对于球轴承 3 对于滚子轴承 10 3当轴承的当量动载荷等于基本额定动载荷C时 基本额定寿命L10等于1 代入上式得 P L10 C 1 106r 第13章滚动轴承 若轴承工作转速为n 单位为r min 则以小时数表示的基本额定寿命为 上式含有C P n和L10h共四个参数 当已知其中的三个 即可建立另一参数的计算关系或校核关系 第13章滚动轴承 若已知轴承的预期使用寿命 则寿命校核关系为 若已知轴承的当量动载荷P 转速n和预期使用寿命 可由上式求得计算额定动载荷为 N 则额定动载荷校核关系为 第13章滚动轴承 若已知轴承的基本额定动载荷C 当量动载荷P和预期使用寿命 得转速校核关系为 r min 第13章滚动轴承 工程实例13 1 反装支承圆锥滚子轴承的寿命校核 如图13 11所示 一工程机械传动装置中的锥齿轮轴采用一对圆锥滚子轴承反装支承 装配结构可参考图13 16b 已知 轴承参数为Cr 46 8kN tan 0 2 载荷有轻微冲击 大小为Fr1 5400N Fr2 3600N FA 900N 方向如图 轴转速n 1500r min 轴承预期使用寿命 试校核该对轴承的寿命是否满足要求 图13 11反装支承圆锥滚子轴承受载示意图 第13章滚动轴承 解 1 求轴承的轴向动载荷系数和判别系数对于圆锥滚子轴承 由附表13 1得 Y 0 4cot 0 4 tan 0 4 0 2 2 e 1 5tan 1 5 0 2 0 3 2 求两轴承的轴向力由表13 6得圆锥滚子轴承的附加轴向力为 向右 向左 第13章滚动轴承 表13 6角接触向心轴承的附加轴向力 因为 所以轴有向左移动的趋势 根据反装支承结构 可判断出右端轴承1被 压紧 左端轴承2被 放松 因此 第13章滚动轴承 3 求当量动载荷 因为 由附表13 1查得 因为载荷有轻微冲击 根据附表13 2 取 由式 13 1 得两轴承的当量动载荷为 第13章滚动轴承 附表13 1向心轴承的径向动载荷系数和轴向动载荷系数 第13章滚动轴承 附表13 2冲击载荷系数fd值 第13章滚动轴承 4 求轴承寿命由式 13 5 求得两个轴承的寿命为 因此 两个轴承的寿命均满足预期使用要求 由于 所以两个轴承的寿命由轴承1的载荷决定 故可只计算轴承1的寿命 并由其判断是否满足使用寿命的要求 第13章滚动轴承 工程实例13 2 用于斜齿轮减速器输出轴支承的角接触球轴承型 如图13 12a所示 一斜齿轮减速器中的输出轴采用一对角接触球轴承正装支承 已知轴转速n 1000r min 转向如图 安装轴承的轴颈直径d0 30 35mm 轴端采用联轴器输出 轴上的斜齿轮为右旋 分度圆直径d 205mm 啮合点位于分度圆上的图示位置 啮合力的大小为 切向力Ft 3000N 径向力Fr 1116N 轴向力Fa 638N 中等冲击载荷 轴承预期使用寿命 试选择轴承型号 并验算轴承寿命是否满足要求 第13章滚动轴承 解 1 初选轴承型号根据使用工况和轴颈直径 初选轴承型号为7206AC 其公称接触角 25 查附表13 7或设计手册 得Cr 22 0kN C0r 14 2kN 2 确定齿轮作用力的方向根据从动斜齿轮的转向和轮齿旋向 可确定圆周力Ft 径向力Fr和轴向力Fa的方向 如图13 12 b 所示 第13章滚动轴承 附表13 7角接触球轴承 摘自GB T292 1994 第13章滚动轴承 3 求轴承径向力齿轮上的圆周力 径向力和轴向力均会通过轴使轴承受到径向力作用 该三个力构成空间力系 可将其转移并分解到经过回转轴线的水平面和铅垂面内分别进行分析计算 然后加以合成 在过回转轴线的水平面内仅有齿轮圆周力Ft作用 如图13 12 c 所示 由其产生的轴承径向力为 第13章滚动轴承 图13 12正装支承角接触球轴承受载示意图 第13章滚动轴承 在过回转轴线的铅垂面内有齿轮径向力Fr和齿轮轴向力Fa作用 如图13 12 d 所示 由其产生的轴承径向力为 第13章滚动轴承 将水平面和铅垂面内的轴承径向力合成 得 第13章滚动轴承 4 求轴承轴向力由表13 6得7206AC轴承的附加轴向力大小为 其方向如图13 12 e 所示 因为 所以轴有向右移动的趋势 根据正装支承结构 可判断出右端轴承2被 压紧 左端轴承1被 放松 因此 第13章滚动轴承 表13 6角接触向心轴承的附加轴向力 第13章滚动轴承 5 求当量动载荷由附表13 1知 轴承7206AC的判别系数 因为 查附表13 1得 由于载荷有中等冲击 根据附表13 2 取 将其代入式 13 1 中得到两个轴承的当量动载荷为 第13章滚动轴承 附表13 1向心轴承的径向动载荷系数和轴向动载荷系数 第13章滚动轴承 附表13 2冲击载荷系数fd值 6 求轴承寿命因为 故按计算轴承的寿命 则 因此 所选轴承满足使用寿命要求 第13章滚动轴承 由以上计算过程可知 轴转向的不同和斜齿轮轮齿旋向的不同 将会影响齿轮上圆周力和轴向力的方向 由此影响到轴承当量动载荷的大小和轴承寿命的高低 因此 仅从提高轴承寿命的角度考虑 在工程设计中需要合理选择轴的转向和斜齿轮轮齿的旋向 第13章滚动轴承 滚动轴承的额定静载荷校核计算 对于处于静止或缓慢运转状态下的轴承 以及需要防止轴承元件的接触表面产生过大接触应力和永久变形的旋转轴承 应进行额定静载荷校核计算 若轴承同时受到径向载荷Fr和轴向载荷Fa的作用 可将它们折合成一个当量静载荷P0 并按下式计算 X0 Y0分别为径向静载荷系数和轴向静载荷系数 第13章滚动轴承 轴承的额定静载荷校核计算公式为 C0为基本额定静载荷 C 0为计算额定静载荷 S0为额定静载荷校核安全系数 当旋转精度与平稳性要求较高或承受较大冲击载荷时 取S0为1 2 2 5 相反情况则取0 5 0 8 一般情况取S0 0 8 1 2 第13章滚动轴承 滚动轴承的极限转速校核计算 轴承性能参数表中所列极限转速仅适用于P 0 1C 润滑与冷却条件正常 向心轴承仅受径向载荷 推力轴承仅受轴向载荷条件下的0级公差轴承 当轴承载荷P 0 1C时 接触应力将增大 轴承承受联合载荷时 受载滚动体将增加 轴承元件接触表面间的摩擦增大 润滑状态变差 第13章滚动轴承 为综合考虑轴承实际工况与极限转速对应工况的差异 需对极限转速值进行修正 修正后的轴承实际许用最高转速为 式中 f1为载荷系数 如图13 13所示 f2为载荷分布系数 如图13 14所示 第13章滚动轴承 图13 13载荷系数f1 图13 14载荷分布系数f2 如果轴承的许用转速不能满足使用要求 可采取有关改进措施 改变润滑方法 采用喷油或油雾润滑 改善冷却条件 提高轴承精度 适当增大轴承游隙 改用特殊轴承材料和特殊结构保持架等 都能有效地提高轴承的极限转速 第13章滚动轴承 工程实例13 3 深沟球轴承的型号选择和额定动载荷 额定静载荷 极限转速校核 一纺织机械采用深沟球轴承对轴进行支承 已知轴颈直径d 35mm 转速n 2500r min 径向载荷Fr 2000N 轴向载荷Fa 800N 载荷有轻微冲击 要求轴承的使用寿命试选择轴承型号 并校核其额定动载荷 额定静载荷和极限转速是否满足使用要求 第13章滚动轴承 解 1 初选轴承型号根据使用工况和轴颈直径 初选轴承型号为6207 查附表13 6或设计手册 得Cr 25 5kN C0r 15 2kN nlim 8500r min 脂润滑 2 额定动载荷校核由附表13 1 深沟球轴承的相对轴向载荷为 由附表13 1数据 利用线性插值法求判别系数 第13章滚动轴承 附表13 1向心轴承的径向动载荷系数和轴向动载荷系数 第13章滚动轴承 因为 故由附表13 1直接查得径向动载荷系数 轴向动载荷系数Y用线性插值法求得为 由于载荷有轻微冲击 根据附表13 2 取 由式 13 1 得轴承的当量动载荷为 第13章滚动轴承 由式 13 6 计算额定动载荷 得 3 额定静载荷校核查附表13 3 深沟球轴承的静载荷系数为 由式 13 9 可求得当量静载荷为 根据式 13 10 取 计算额定静载荷为 第13章滚动轴承 附表13 3向心轴承的径向静载荷系数和轴向静载荷系数 第13章滚动轴承 4 极限转速校核 因为 故由图13 13查得f1 0 97 由图13 14查得f2 0 98 代入式 13 11 得轴承实际许用的最高转速为 综合以上计算可知 所选轴承6207的额定动载荷 额定静载荷和极限转速均能满足使用要求 其中轴承的基本额定动载荷略大于计算额定动载荷 基本额定静载荷远大于计算额定静载荷 许用最高转速远大于实际转速n 后两者的安全余量很大 第13章滚动轴承 滚动轴承的修正额定寿命计算 在工程设计中 使用基本额定寿命L10作为选择与评定轴承寿命的一般准则通常是令人满意的 这个寿命与90 的可靠度 当前的材料和加工质量以及常规运转条件相关 然而 许多使用场合却要求对不同的可靠度和特殊的运转条件下 对轴承的寿命进行计算 这时可以采用以下修正基本额定寿命计算公式 第13章滚动轴承 表13 8可靠性的寿命修正系数a1 摘自GB T6391 1995 第13章滚动轴承 式中 Lna为特殊条件和可靠度的修正额定寿命 106转 a1为可靠性寿命修正系数 当可靠度高于90 时 系数a1可按表13 8选取 a2为特殊的轴承性能寿命修正系数 一般由厂家提供 a3为运转条件的寿命修正系数 一般由厂家提供 工程实例13 4 不同可靠度下轴承额定动载荷的计算 一个液压起重机上的深沟球轴承6210 要求其可靠度为0 98 求此轴承在0 98可靠度条件下 应具有的基本额定动载荷Cr2 第13章滚动轴承 解 查附表13 6可知 6210轴承的基本额定动载荷Cr 35kN 普通轴承在正常使用条件下 取a2 1 a3 1 因此只需要考虑可靠度的修正系数a1 查表13 8可知 当可靠度为0 98时 a1 0 33 故有 转 第13章滚动轴承 附表13 6深沟球轴承 摘自GB T276 1994 第13章滚动轴承 表13 8可靠性的寿命修正系数a1 摘自GB T6391 1995 也就是说 在可靠度为0 98 轴承上作用的径向载荷为P 35kN时 其寿命为0 33 106转 若要求寿命为1 106转时的动载荷 则就是此轴承可靠度为0 98时的基本额定动载荷Cr2 即 第13章滚动轴承 13 4滚动轴承的组合结构设计 在确定了轴承的类型和型号后 还必须正确地进行滚动轴承的组合结构设计 才能保证轴承的正常工作和有效发挥其支承与承载的作用 轴承的组合结构设计主要是正确解决轴承的支承配置 轴向固定与调节以及轴承与相关零件的配合 预紧 润滑与密封 安装与拆卸 提高系统刚度等问题 第13章滚动轴承 支承的配置形式 通常 一根轴需要两个支承 每个支承可由一个或多个轴承组成 为保证滚动轴承轴系能正常传递轴向力且不发生窜动以及轴受热膨胀后不致将轴承卡死 必须合理设计轴承支承的配置形式 典型的轴承支承配置形式有以下三种 第13章滚动轴承 1 两端单向固定 常温下工作的短轴 支承跨距小于400mm 常采用深沟球轴承或反向安装的角接触球轴承 圆锥滚子轴承作为两端支承 每一端轴承单向固定 各承受一个方向的轴向力 两端单向固定也是工程中轴承最常用的轴向固定形式 第13章滚动轴承 图13 15轴承两端单向固定 第13章滚动轴承 图13 15 a 为深沟球轴承两端单向固定支承 适用于受纯径向载荷或径向载荷与较小轴向载荷联合作用下的轴 为允许轴工作时有少量热膨胀 轴承安装时应留有0 25mm 0 4mm的轴向间隙 间隙很小 结构图上不必画出 通过调整端盖端面与支承座之间的垫片厚度或调整螺钉来调节间隙的大小 由于轴向间隙的存在 这种支承不能作精确轴向的定位 第13章滚动轴承 2 一端双向固定 一端游动 当轴较长或工作温度较高时 轴的热膨胀收缩量较大 宜采用一端双向固定 一端游动的支点结构 固定端由单个轴承或轴承组承受双向轴向力 而游动端则保证轴伸缩时能自由游动 作为双向固定支承的