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轴承寿命的计算金属机架

崇业五金网 2022-06-26 03:09:26

轴承寿命的计算

轴承寿命的计算 2011年12月04日 来源: 一、轴承的寿命轴承在承受负荷旋转时,由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用,即使使用条件正常,也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤(称做剥离或剥落)。出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“(疲劳)寿命”。即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承,在同样条件下旋转时,轴承的(疲劳)寿命仍会出现较大的差异。这是因为材料疲劳本身即具有离散性,应从统计的角度来考虑。于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时,其中90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额定寿命”(即可靠性为90%的寿命)。在以固定的转速旋转时,也可用总旋转时间表示。但在实际工作时,还会出现滚动疲劳损伤以外的损伤现象。这些损伤可以通过做好轴承的选择、安装和润滑等加以避免。二、轴承寿命的计算1、基本额定动负荷基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力(即负荷能力),是指大小和方向一定的纯径向负荷(对于向心轴承)或中心轴向负荷(对于推力轴承),在内圈旋转外圈固定(或内圈固定外圈旋转)的条件下,该负荷下的基本额定寿命可达100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr与Ca表示,其数值录入轴承尺寸表。2、基本额定寿命式1表示轴承的基本额定动负荷,当量动负荷及基本额定寿命之间的关系。

轴承以固定的转速时,用时间表示寿命更为方便,如式2所示。另外,对于铁路车辆或汽车等用行车距离(km)表示寿命较多,如式3所示。       因此,作为轴承的使用条件,设当量动负荷为P,转速为n,则满足设计寿命所需要的轴承基本额定动负荷c可由式4计算。从轴承表选出满足c值的轴承,即可确定轴承的尺寸。机械要求的轴承必需寿命请参考表4。

3、根据温度进行的基本额定动负荷的修正与轴承的尺寸稳定处理轴承在高温下使用时,材料组织会发生变化、硬度降低,基本额定动负荷将比常温下使用时减小。材料组织一旦发生变化,即使温度恢复到常温也不会复原。因此,在高温下使用时,必须将轴承尺寸表的基本额定动负荷乘以表1的温度系数进行修正。

表1温度系数

轴承长时间在120摄氏度以上的工作温度下使用时,由于经一般热处理的轴承尺寸变化大,必须进行尺寸稳定处理。尺寸稳定处理与使用温度范围如表2所示。但经尺寸稳定处理的轴承硬度降低,有时基本额定动负荷会减小。

表2 尺寸稳定处理

4、修正额定寿命式1表示的是可靠性90%的基本额定寿命(L10),根据用途的不同,有时也需要可靠性高于90%的高可靠性寿命。此外,采用特殊材料有时可以使轴承寿命延长,甚至润滑等使用条件的不同也会影响轴承寿命。考虑了以上因素对基本额定寿命进行修正后的寿命称做修正额定寿命,可由式8计算:         Lna=a1a2z3L10..........式8这里,

a1:可靠性系数......参照(1)项   a2:可靠性系数......参照(2)项   a3:可靠性系数......参照(3)项[备注]按照可靠性高于90%的Lna选择轴承尺寸时,应特别注意轴与外壳的强度。(1)可靠性系数a1计算可靠性不低于90%(即失效率不大于10%)的修正额定寿命时,按表3选择系数a1

表3可靠性系数a1

(2)材料系数a2根据轴承材料(钢种、质量)、制造工艺和设计的不同与寿命有关的轴承特性有可能发生变化,这时用系数a2修正。采用高质量的真空脱气轴承钢或钢中夹杂物特别少时,a2>1。对于常规轴承材料,a2=1。(3)使用条件系数a3轴承在直接影响寿命的条件下(尤其是润滑条件)下使用时,用系数a3进行修正。润滑条件正常时,可取a3=1,润滑条件特别良好时,可取a3>1。但在以下条件下,取a3=4

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