免费在线.滚动轴承的额定静载荷与当量静载荷 3.1 静载荷的概念静载荷的概念 静载荷 :当套圈间相对转速为零时作用在轴承上的载荷。实际上 ,当套 圈间相对转速极低(＜10rpm或在低速下摆动时,亦按静载荷计算和选用轴承。 额定静载荷额定静载荷 :在应力最大的滚动体与滚道接触中心处引起与下列计算接触 应力相当的径向 (或中心轴向)静载荷。 4600 Mpa 调心球轴承 4200 Mpa 除调心球轴承外的所有向心及推力球轴承 4000Mpa 所有向心及推力滚子轴承 当量静载荷 :是指在应力最大的滚动体与滚道接触中心处 ,引起与实际载 荷条件下相同接触应力的径向或中心轴向静载荷。 3.2 额定静载荷的计算额定静载荷的计算 3.2.1向心球轴承的径向额定静载荷的公式 2 (3-1) Cor fiZD coscos 0 ww 3.2.2推力球轴承的轴向额定静载荷的公式 Coa fZD 2 sinsin (3-2) 0 ww 3.2.3向心滚子轴承的额定径向静载荷的公式 DweCos Cor 44 1 iZLweDweCo s (3-3) Dpm 3.2.4推力滚子轴承的额定轴向静载荷的公式 DweCos Coa 220 1 ZLweDweSin (3-4) Dpm i Z 公式 (3-1)至 (3-4)中, 、 、Dw 、Lwe 面锥距、Dwe 、 与第 2 章中相应符号 的意义相同。 f 之值由表 3-1 选取。该表是基于 Hertz 点接触公式 ,取弹性系数 0 5 ,泊桑比 0.3,并假设向心球轴承中承受最大载荷的球的载荷为 2.07 10 MpaMpa 5Fr Fa ,推力球轴承为 Z cos Z sin DweCos 对于 的中间值,其 f 值可用线性插入法求取。 Dpm 0 式中DpwDpw : 球或滚子组节园直径 mm 3.3 当量静载荷当量静载荷 3.3.1向心球轴承的径向当量静载荷取下列两式计算值的较大者向心球轴承的径向当量静载荷取下列两式计算值的较大者向心球轴承的径向当量静载荷取下列两式计算值的较大者 Por XoFr YoFa (3-5) For Fr (3-6) 系数 Xo 和Yo 的数值按表 3-2 查取。 表 3-2 向心球轴承的系数Xo 和Yo 值 单 列 轴 承 双 列 轴 承 轴 承 类 型 Xo YoYo 2) Xo Yo 2) 深沟球轴承 1) 0.6 0.5 0.6 0.5 15 ° 0.5 0.46 1 0.92 20 ° 0.5 0.42 1 0.84 角接触球轴承 25 ° 0.5 0.38 1 0.76 30 ° 0.5 0.33 1 0.66 35 ° 0.5 0.29 1 0.58 40 ° 0.5 0.26 1 0.52 45 ° 0.5 0.22 1 0.44 调心球轴承 00 0.5 0.22 cot 1 0.44 cot 注: 1)许可的 Fa Cor 最大值与轴承设计 (内部游隙和沟道深度)有关。 2)对于中间接触角的Yo 值,用线向心滚子轴承的径向当量静载荷 ,当 0 时,取下列两式计算值的较大取下列两式计算值的较大 者 For XoFr YoFa (3-7) For Fr (3-8) 式中的 XoXo 和YoYo 系数值按表 3-3 查取 表 3-3 0 的向心滚子轴承的 Xo 和YoYo 值 轴 承 类 型 Xo YoYo 单 列 0.5 0.22 cot 双 列 1 0.44 cot 对于 0且仅承受径向负荷的向心滚子轴承,其径向当量静载荷由 (3-8) 式计算。 当 0而需承受轴向载荷时,用户应与制造厂协商其当量静载荷的计算 方法。 3.3.3推力球和滚子轴承的轴向当量静载荷推力球和滚子轴承的轴向当量静载荷 当 9090 时,轴向当量静载荷的公式 Poa 2.3Fr tan Fa (3-9) 对于双向推力轴承 ,该公式适用于径向负荷与轴向负荷之比为任意值的 情况。 对单向轴承 ,当 Fr Fa 0..44cot 时,该公式是可靠的 ;当 Fr Fa 大至 0.67cot 时,该公式可给出满意的 Poa 值,但不够保守。 90 的推力球和滚子轴承 ,只能承受轴向载荷 ,此类轴承的轴向当量 静负荷的公式 Poa Fa (3-10) 上列各公式中符号意义 For : 径向当量静载荷 N Foa : 轴向当量静载荷 N Xo : 径向载荷系数 Yo : 轴向载荷系数 f : 取决于轴承零件的几何形状和应力水平的系数 00 3.4 额定静载荷与当量静载荷的修正额定静载荷与当量静载荷的修正 3.4.1额定静载荷的修正额定静载荷的修正额定静载荷的修正 轴承由于特殊热处理 ,高温工作等原因而引起材料表面硬度降低时 ,将导 致轴承承受静载荷的能力降低。材料硬度对轴承额定静载荷的影响 ,一般可参 考下式计算。 C C (3-11) OH H O HV 22 f 1 (3-12) H H 800 式中 C : 材料硬度修正后的额定静载荷 N OH : 硬度系数 H f : 与接触类型有关的系数,见表 3-4 H HV : 维氏硬度值 表 3-4 接触类型系数 接 触 类 型 f H 球与平面接触 (调心球轴承) 1 球与沟道接触 1.5 滚子与滚子接触 (向心滚子轴承) 2 滚子与平面接触 2.5 3.4.2当量静载荷的修正当量静载荷的修正 轴承的当量静载荷,在不同的使用条件下,以安全系数作如下修正 Pos SoPo (3-13) 式中Pos : 修正后的当量静载荷 N Po : 当量静载荷 N So : 安全系数 静止轴承以及缓慢摆动或转速极低的轴承 ,安全系数 SoSo 可参照表 3-5 选取。 表 3-5 安全系数 轴 承 的 使 用 场 合 So 飞机变距螺旋浆叶片 ≥0.5 水坝闸门装置 ≥1 吊桥 ≥1.5 附加动载荷较小的大型起重吊钩 ≥1 附加动载荷很大的小型装卸起重吊钩 ≥1.6 对某些承受载荷变化较大,尤其是在转动中有较大的冲击载荷作用的旋转 轴承,在按额定动载荷选择轴承后,必须再根据额定静载荷进行校验。若轴承的 转速较低,对运转精度和磨擦力距要求不高时,可以允许有较大的接触应力,即 可取 So ＜1;反之,则取 So ＞1。 旋转轴承的安全系数 So ,可参考表 3-6 确定 表 3-6 旋转轴承的安全系数 SoSo 使用要求或载荷性质 球轴承 滚子轴承 对旋转精度及平稳性要求高,或承受冲击载荷 1.5～2 2.5～4 正常使用 0.5～2 1～3.5 对旋转精度及平稳性要求较低,没有冲击和振动 0.5～2 1～3 对于推力调心滚子轴承,无论其旋转与否,均应取 So ≥4。此外,在按额定 静载荷选择轴承时,必须注意与轴承相配合部位的刚度。轴及轴承箱的刚度较 低时,可选取较高的安全系数;反之,则应取较低的安全系数。 应该指出,额定静载荷并不是一种破坏载荷,能使轴承破坏的载荷,通常高 于8Co 。若轴承并不连续运转,且对磨擦、振动和噪声无特殊要求,对运转平稳 性要求不严格,则可允许所承受载荷超过额定静载荷。例如,支持大炮部件的轴 承可承受 2Co 载荷而不致影响发度 ;飞机控制滑轮用轴承可承受 4Co 载 荷。此类轴承的许用载荷在专用轴承样本有所规定。反之,在要求特别低磨擦 和平稳运转的场合,应该取比Co 小的值作为许用载荷。 3.4.3额定静载荷的变迁额定静载荷的变迁 在 1987 年以前,对额定动载荷的定义,是将轴承中接触应力最大处滚动体 与套圈滚道总塑性变形量为滚动体直径万分之一的静载荷称为额定静载荷,并 由此给出了额定静载荷的老的计算公式。经验表明 ,对大多数轴承应用场合, 该永久变形量对轴承以后的运转并无有害影响。 美国轴承制造者协会 (AFBMA)首先提出,上述标准提供的额定静载荷计算方法 与实际有一定偏差,推荐改为最大接触应力为许用判据。后经 ISO 组织多数成 员同意后在 ISO76-1987 标准中改为现用定义及相应的计算公式。
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