軸承尺寸的選用
確定軸承尺寸參數
在許多場合,軸承的內孔尺寸已經由機器或裝置的結構具體所限定。不論工作壽命,靜負荷安全系數和經濟性是否都達到要求,在最終選定軸承其余尺寸和結構形式之前,都必須經過尺寸演算。該演算包括將軸承實際載荷跟其載荷能力進行比較。滾動軸承的靜負荷是指軸承加載后是靜止的(內外圈間無相對運動)或旋轉速度非常低。在這種情況下,演算滾道和滾動體過量塑性變形的安全系數。大部分軸承受動負荷,內外圈做相對運動,尺寸演算校核滾道和滾動體早期疲勞損壞安全系數。只有在特殊情況時,才根據DINISO281對實際可達到的工作壽命做名義壽命演算。對注重經濟性能的設計來說,要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承,那么對軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。靜負荷軸承
計算靜負荷安全系數Fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負荷。FS=CO/PO其中FS靜負荷安全系數,CO額定靜負荷[KN],PO當量靜負荷[KN]靜負荷安全系數FS是防止滾動零件接觸區出現永久性變形的安全系數。對于必須平穩運轉、噪音特低的軸承,就要求FS的數值高;只要求中等運轉噪聲的場合,可選用小一些的FS;一般推薦采用下列數值:FS=1.5~2.5適用于低噪音等級FS=1.0~1.5適用于常規噪音等級FS=0.7~1.0適用于中等噪音等級額定靜負荷CO[KN]已在表中為每一品種規格的軸承列出。該負荷(對向心軸承來說是徑向力,對推力軸承而言則是軸向力),在滾動體和滾道接觸區域的中心產生的理論壓強為:-4600N/MM2自調心球軸承-4200N/MM2其它類型球軸承-4000N/MM2所有滾子軸承在額定靜負荷CO的作用下,在滾動體和滾道接觸區的最大承載部位,所產生的總塑性變形量約為滾動體直徑的萬分之一。當量靜負荷PO[KN]是一個理論值,對向心軸承而言是徑向力,對推力軸承來講是軸向和向心力。PO在滾動體和滾道的最大承載接觸區域中心所產生的應力,與實際負荷組合所產生得應力相同。PO=XO*Fr+Ys*Fa[KN]其中PO當量靜負荷,Fr徑向負荷,Fa軸向負荷,單位都是千牛頓,XO徑向系數,YO軸向系數。動負荷軸承
DINISO281所規定的動負荷軸承計算標準方法的基礎是材料疲勞失效(出現凹坑),壽命計算公式為:L10=L=(C/P)P[106轉]其中L10=L名義額定壽命[106轉]C額定動負荷[KN]P當量動負荷[KN]P壽命指數L10是以100萬轉為單位的名義額定壽命[106轉]C額定動負荷[KN]P壽命指數L10是以100萬轉為單位的名義額定壽命。對于一大組相同型號的軸承來說,其中90%應該達到或者超過該值。額定動負荷C[KN]在每一類軸承的參數表中都可以找到,在該負荷作用下,軸承可以達到100萬轉的額定壽命。當量動負荷P[KN]是一項理論值,對向心軸承而言是徑向力,對推力軸承來說是軸向力。其方向、大小恒定不變。當量動負荷作用下的軸承壽命與實際負荷組合作用時相同。P=X*Fr+Y*Fa其中:P當量動負荷,Fr徑向負荷,Fa軸向負荷,單位都是千牛頓,X徑向系數,Y軸向系數。不同類型軸承的X,Y值及當量動負荷計算依據,可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數P有所不同。對球軸承,P=3對滾子軸承,P=10/3變負荷及變速度
如果軸承動負荷的值及速度隨時間而變化,那么在計算當量負荷時就得有相應的考慮。連續的負荷及速度曲線就要用分段近似值來替代。當量動負荷的計算公式變為:計算公式 |
滾動軸承的最小負荷
過小的負荷加上潤滑不足,會造成滾動體打滑,導致軸承損壞。保持架軸承的最小負荷系數P/C=0.02,而滿裝軸承的最小負荷系數P/C=0.04(P為當量動負荷,C為額定動負荷)軸承的精度與等級
滾動軸承的精度分(主要)尺寸精度與旋轉精度。精度等級已標準化,分為P0級、P6級、P5級、P4級、P2級五個等級。
精度從0級起依次提高,對于一般用途0級已足夠,但在用于表1所示條件或場合時,需要5級或更高的精度。
以上的精度等級雖然是以ISO標準為基準制定的,但其稱呼在各國標準中有所不同。
表2列出了各種軸承型式所適用的精度等級以及各國標準之間的比較。尺寸精度(與軸及外殼安裝有關的項目)
1、內徑、外徑、寬度及裝配寬度的允許偏差
2、滾子組內復圓直徑及外復圓直徑的允許偏差
3、倒角尺寸的允許界限值
4、寬度的允許變動量旋轉精度(與旋轉體跳動有關的項目)
1、內圈及外圈的允許徑向跳動和軸向跳動
2、內圈的允許橫向跳動
3、外徑面傾斜度的允許變動量
4、推力軸承滾道厚度的允許變動量
5、圓錐孔的允許偏差和允許變動量
以上的精度等級雖然是以ISO標準為基準制定的,但其稱呼在各國標準中有所不同。
表2列出了各種軸承型式所適用的精度等級以及各國標準之間的比較。尺寸精度(與軸及外殼安裝有關的項目)
1、內徑、外徑、寬度及裝配寬度的允許偏差
2、滾子組內復圓直徑及外復圓直徑的允許偏差
3、倒角尺寸的允許界限值
4、寬度的允許變動量旋轉精度(與旋轉體跳動有關的項目)
1、內圈及外圈的允許徑向跳動和軸向跳動
2、內圈的允許橫向跳動
3、外徑面傾斜度的允許變動量
4、推力軸承滾道厚度的允許變動量
5、圓錐孔的允許偏差和允許變動量