『壹』 计算轴承寿命时有一个公式设计到寿命系数和转速系数
一、额定寿命与额定动载荷
1、轴承寿命
在一定载荷作用下,轴承在出现点蚀前所经历的转数或小时数,称为轴承寿命。
2、额定寿命
同样规格(型号、材料、工艺)的一批轴承,在同样的工作条件下使用,90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。
3、基本额定动载荷
规定轴承的额定寿命为一百万转(106)时,所能承受的最大载荷为基本额定动载荷,以C表示。
也就是轴承在额定动载荷C作用下,这种轴承工作一百万转(106)而不发生点蚀失效的可靠度为90%,C越大承载能力越高。
对于基本额定动载荷:
(1)向心轴承是指纯径向载荷
(2)推力球轴承是指纯轴向载荷
(3)向心推力轴承是指产生纯径向位移的径向分量
二、轴承寿命的计算公式
轴承厂轴承为对象,进行大量的试验研究,建立了载荷与寿命的数字关系式和曲线。
式中:
L10--轴承载荷为P时,所具有的基本额定寿命(106转)
C--基本额定动载荷 N
ε--指数。对球轴承:ε=3。对滚子轴承:ε= 10/3
P--当量动载荷(N)
实验研究时,轴承寿命用106转为单位比较方便(记数器),但在实际生产中一般寿命用小时表示,为此须进行转换。所以:
其中:ft为温度系数,n为轴承的转速
温度系数ft表
t ≤120 125 150 200 300
ft 1 0.95 0.90 0.80 0.60
三、当量动载荷P的计算
在实际生产中轴承的工作条件是多种多样的,为此,要把实际工作条件下的载荷折算为假想寿命相同的实验载荷--当量载荷。
对于只承受径向载荷:
P=Rfp
对于只承受轴向载荷:
P=Afp
对于其它类型轴承:
Pr=fp (XR+YA)
式中:
R--轴承实际上承受的径向载荷
A--轴承实际上承受的轴向载荷
X--向折算载荷系数
Y--轴向折算载荷系数
fp--载荷系数,考虑载荷和应力的变化、机器惯性等
四、向心推力轴承轴向载荷的计算
向心推力轴承承受径向载荷时,要产生派生轴向力S。轴承不同,其计算公式不同。
派生轴向力S作用在轴上的方向是指向轴承的大端。
向心推力轴承轴承计算轴向载荷A的方法:
(1)根据轴承安装结构,先判明轴上全部轴向力合力的指向,分清被压紧和放松轴承,合力由面指向背的轴承被压紧。
(2)被压紧轴承,轴向力A等于除本身派生轴向力外,其它轴向力的矢量和。
(3)被放松轴承,轴向力A等于它本身派生轴向力。
五、滚动轴承的静载荷
对于转速低或基本不旋转的轴承,滚动接触面上由于接触应力过大,而产生永久的过大凹坑,称为塑性变形,导致冲击振动。为此,应按静强度选择轴承尺寸,同样用额定静载荷表征轴承抵抗塑性变形的能力。
额定静载荷:规范上规定使受载最大滚动体与较弱的套圈滚道上产生永久变形量之和,等于滚动体直径的万分之一时的载荷,作为额定静载荷以C0示之。
手册上列出了各类各型号轴承的C0 值。
静强度计算:
C0≥S0P0
式中:
P0--当量静载荷
S0--静强度的安全系数
『贰』 计算轴承相关参数的公式是什么
轴承相关参数众多,不同参数有不同的计算公式。
基本额定动载荷:对于向心轴承,$C_r = f_0 imes i imes z imes l^2 imes sin^{frac{3}{2}}alpha$ 。其中$f_0$是与滚子形状有关的系数,$i$ 是滚动体列数,$z$是每列滚动体个数,$l$是滚动体有效长度,$alpha$是接触角。对于推力轴承,也有相应类似但不同参数的公式。
基本额定静载荷:向心轴承的基本额定静载荷 $C_{0r}=f_{c} imes i imes z imes l imes d_{w} imes sin alpha$,$f_{c}$是计算系数,$d_{w}$ 是滚动体直径。推力轴承同样有其专门公式。
当量动载荷:对于向心轴承,$P_r = X imes F_r + Y imes F_a$ ,$P_r$是当量动载荷,$F_r$是径向载荷,$F_a$是轴向载荷,$X$、$Y$分别是径向、轴向载荷系数。推力轴承当量动载荷计算也有对应公式。
寿命计算:基本额定寿命 $L_{10h}=frac{10^{6}}{60n} imes (frac{C}{P})^{varepsilon}$ ,$L_{10h}$是基本额定寿命(单位为小时),$n$是轴承转速(单位为转/分钟),$C$是基本额定动载荷,$P$是当量动载荷,$varepsilon$是寿命指数,球轴承 $varepsilon = 3$,滚子轴承 $varepsilon = frac{10}{3}$ 。