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軸承尺寸的選擇

  軸承在承受負荷旋轉時,由於套圈滾道面及滾動體滾動面不斷地受到交變負荷的作用,即使使用條件正常也會因材料疲勞使滾道面及滾動面出現剝離或剝落(即魚鱗狀損傷)。即疲勞損傷。即使是結構尺寸、材料、加工方法等完全相同的軸承,在同樣條件下旋轉時,軸承的(疲勞)壽命仍會出現較大的差異。這是因為材料本身即有離散性。但在實際工作時,還會出現滾動疲勞損傷以外的損傷現象。這些損傷可以通過做好軸承的選擇、安裝和潤滑等加以避免,為了確定軸承尺寸,往往要根據軸承承受的負荷性質、軸承壽命及可靠性要求等分別進行計算。

1、軸承壽命的計算

 軸承的基本額定動負荷表示軸承耐滾動疲勞的能力,是指大小和方向一定的純徑向負荷或純軸向負荷。在內圈旋轉外圈固定(或內圈固定外圈旋轉)的條件下,基本額定壽命可達100萬轉的負荷。軸承的基本額定壽命系指單個軸承或一組相同條件下運轉的近於相同的軸承可靠性為90%時的壽命。

  合理的確定軸承的使用壽命對軸承使用者來說是非常重要的,這是因為壽命預估的過長與過短對使用都是不利的。壽命過長會使軸承尺寸過大過重而造成不必要的浪費;壽命過短則勢必造成極為頻繁地更換軸承而帶來不必要的麻煩與人力的浪費。因而在確定軸承的使用壽命時,應充分對機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價後確定。

額定壽命按下式進行計算:

L10=(C/P)εL10h=106/60n x (C/P) εL10Sπx Dx L10

式中: 

L10:基本額定壽命,百萬轉

L10h:基本額定壽命,h

L10S:基本額定壽命,m

C:基本額定動負荷,N

P:當量動負荷,N

n:工作轉速,r/min

D:旋轉直徑,m

ε:壽命指數,球軸承ε=3 滾子軸承ε=10/3

  為簡化計算方法,取500小時作為基本額定壽命,導出速度係數fn,和壽命係數fh

fn=(33.33/n) 1/ε       fh=(Lh/500) 1/ε

 式中:

Lh:預定的軸承使用壽命

  軸承壽命公式改寫為:( fn X fh ) x P

2、當量動負荷的計算

  軸承在實際使用中承受純徑向負荷或純軸向負荷的機會並非很多,在大多數情況下是承受複合負荷的作用。因而在進行軸承壽命計算時必須將實際負荷轉換為當量動負荷,當量動負荷可由下式計算:

P = XFr + YFa

式中:

Pr:當量動負荷,N( 對於向心軸承表示為Pr;推力軸承表示為Pa)

Pr:徑向負荷,N Fa:軸向負荷,N

X:徑向負荷係數 Y:軸向負荷係數 X、Y載於軸承尺寸表