A. 機械設計滾動軸承壽命計算
你內派生軸向力怎麼吊事,擦,不清不楚的,只能認為是軸承2派出去的,那軸承1呢,它的軸向力也是Fr/2Y?磕了,看不懂,這是什麼考試,攻城大師考試,你這水平。。。。。。求個當量載荷真瘠薄南,工程師在哪裡。
B. 如何計算軸承的壽命
機械設計課本上就有,也可以參考機械設計手冊軸承部分。上面都有詳細的壽命計算過程!
C. 軸承的壽命怎麼計算
一、額定壽命與額定動載荷
1、軸承壽命
在一定載荷作用下,軸承在出現點蝕前所經歷的轉數或小時數,稱為軸承壽命。
由於製造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,最長的相對壽命為4單位,最短的為0.1-0.2單位,最長與最短壽命之比為20-40倍。
為確定軸承壽命的標准,把軸承壽命與可靠性聯系起來。
2、額定壽命
同樣規格(型號、材料、工藝)的一批軸承,在同樣的工作條件下使用,90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命。
3、基本額定動載荷
為比較軸承抗點蝕的承載能力,規定軸承的額定壽命為一百萬轉(106)時,所能承受的最大載荷為基本額定動載荷,以C表示。
也就是軸承在額定動載荷C作用下,這種軸承工作一百萬轉(106)而不發生點蝕失效的可靠度為90%,C越大承載能力越高。
對於基本額定動載荷
(1)向心軸承是指純徑向載荷
(2)推力球軸承是指純軸向載荷
(3)向心推力軸承是指產生純徑向位移得徑向分量
二、軸承壽命的計算公式:
洛陽軸承廠以208軸承為對象,進行大量的試驗研究,建立了載荷與壽命的數字關系式和曲線。
式中:
L10--軸承載荷為P時,所具有的基本額定壽命(106轉)
C--基本額定動載荷 N
ε--指數
對球軸承:ε=3
對滾子軸承:ε=10/3
P--當量動載荷(N)
把在實際條件下軸承上所承受的載荷: A、R ,轉化為實驗條件下的載荷稱為當量動載荷,對軸承元件來講這個載荷是變動的,實驗研究時,軸承壽命用106轉為單位比較方便(記數器),但在實際生產中一般壽命用小時表示,為此須進行轉換
L10×106=Lh×60n
所以
滾動軸承壽命計算分為:
1、已知軸承型號、載荷與軸的轉速,計算Lh;
2、已知載荷、轉速與預期壽命,計算C ,選取軸承型號。
通常取機器的中修或大修界限為軸承的設計壽命,一般取Lh'=5000,對於高溫下工作的軸承應引入溫度系數ft
Ct=ftC
t ≤120 125 150 200 300
ft 1 0.95 0.90 0.80 0.60
上兩式變為:
對於向心軸承
對於推力軸承
三、當量動載荷P的計算
在實際生產中軸承的工作條件是多種多樣的,為此,要把實際工作條件下的載荷折算為假想壽命相同的實驗載荷--當量載荷。
對於N0OOO、NU0OOO、NJ0OOO、NA0000隻承受徑向載荷:Pr=Rfp
對於51000、52000隻承受軸向載荷:Pa=Afp
對於其它類型軸承2OOOO、lOO00、20OOO、60000、70000、30000、29000
Pr=fp(XR+YA)
式中:
R--軸承實際上承受的徑向載荷
A--軸承實際上承受的軸向載荷
x--徑向折算載荷系數
Y--軸向折算載荷系數
fp--載荷系數,考慮載荷和應力的變化、機器慣性等
四、向心推力軸承軸向載荷的計算
1.壓力中心
外圈是反力作用線與軸心線交點
對於向力推力軸承
式中: Dm=0.5(D十d)
對於跨度較大的軸,為簡化計算假設壓力中心在軸承寬度中心。
2.軸向載荷計算
首先介紹:軸承正裝圖13-13 b),鈾承反裝圖13-13a)
向心推力軸承承受徑向載荷時,要產生派生軸向力S,
按表13-7計算:
70000C:S=0.4R 70OOOAC:S=0.7R 70OOOB:S=R
30OOO:S=R/(2Y)
圖13--13所示為一對向心推力軸承支承的軸,其上作用載荷為 Fr、Fa
為計算出各軸承上的當量動載荷P必須首先求出R1、A1和R2、A2。根據Fr很容易求出R1、R2;而計算A1、A2時不僅考慮Fa,還應考慮派生軸向力 S1,S2
圖b)示為正裝,取軸、內圈和滾動體為分離體,在 Fr作用下,軸承外圈對分離體的支反力N分解為R、S
圖S2和Fa同向
1)如果 Fa+S2=S1
為保持平衡 A1=Fa+S2 A2=S1
2)如果 Fa+S2>S1時,則軸有向左竄動趨勢;為保持平衡,軸承上必受軸承外圈一個平衡力Fb1
軸承1被壓緊: A1=Fa+S2=S1+Fb1
軸承2被放鬆: A2=S1+Fb1-Fa=S2
3)如果 Fa+S2<S1時,則軸有向右竄動趨勢,軸承2被壓緊,軸承1放鬆,為保持平衡,軸承2上受軸承外圈平衡力Fb2
被壓緊軸承2:A2=S1-Fa=S2+Fb2
被放鬆軸承1:A1=Fa+S2+Fb2=S1
下面歸納30000、70000軸承計算軸向載荷A的方法:
(l)根據軸承安裝結構,先判明軸上全部軸向力合力的指向,分清被壓緊和放鬆軸承,合力由面指向背的軸承被壓緊。
(2)被壓緊軸承,軸向力 A等於除本身派生軸向力外,其它軸向力的代數和。
(3)被放鬆軸承,軸向力 A等於它本身派生軸向力。
五、滾動軸承的靜載荷
對於轉速低或基本不旋轉的軸承,滾動接觸面上由於接觸應力過大,而產生永久的過大凹坑,稱為塑性變形,導致沖擊振動。為此,應按靜強度選擇軸承尺寸,同樣用額定靜載荷表徵軸承抵抗塑性變形的能力。
額定靜載荷:規范上規定使受載最大滾動體與較弱的套圈滾道上產生永久變形量之和,等於滾動體直徑的萬分之一時的載荷,作為額定靜載荷以 C0示之。
手冊上列出了各類各型號軸承的C0 值。
靜強度計算
C0≥S0P0
1.當量靜載荷P0
(l)6OOOO,30OOO,70OOO,l0OOO,200OOO
P0=X0R+Y0A
式中: X0、Y0 見表13-8
求取的P0如果P0<R時,取P0=R
(2)推力軸承
P0A=A+2.3tgα
2.S0--靜強度的安全系數,表13-8
D. 軸承的使用壽命怎麼計算啊
軸承的使用壽命是軸承設計壽命與各種影響系數的乘積,主要影響因素有:
可靠性系數、負荷、振動沖擊、潤滑和其它參數的影響。
E. 滾動軸承的失效形式及選擇計算
1.滾動軸承的失效形式
(1)疲勞點蝕:軸承工作時,作用於軸上的力是通過軸承內圈、滾動體、外圈傳到機座上,使滾動體與內、外圈滾道的接觸表面產生接觸應力。由於內、外圈要做相對運動,滾動體沿滾道滾動,所以接觸表面的接觸應力按脈動循環規律變化。當應力循環次數達到一定值後,在滾動體或內、外圈滾道的表層金屬將發生剝落,即形成疲勞點蝕,從而使軸承產生振動和雜訊,旋轉精度下降,影響機器的正常工作。疲勞點蝕是滾動軸承的主要失效形式。
(2)塑性變形:當軸承的轉速很低(n<10r/min)或間歇擺動時,一般不會發生疲勞點蝕,此時軸承往往因受過大的靜載荷或沖擊載荷,使內、外圈滾道與滾動體接觸處的局部應力超過材料的屈服點而產生塑性變形,形成不均勻的凹坑,使軸承失效。
2.軸承的壽命與壽命計算
(1)軸承的壽命:滾動軸承的壽命是指軸承中任何一個滾動體或內、外圈滾道上出現疲勞點蝕前軸承轉過的總轉數,或在一定轉速下總的工作小時數。
一批類型、尺寸相同的軸承,由於材料、加工精度、熱處理與裝配質量不可能完全相同,即使在同樣條件下工作,各個軸承的壽命也是不同的,壽命最長與最短的相差可達幾十倍,因此人們很難預測出單個軸承的具體壽命。為了保證軸承工作的可靠性,在國標中規定以基本額定壽命作為計算依據。
軸承的基本額定壽命是指一批相同的軸承,在同樣條件下工作,其中10%的軸承產生疲勞點蝕時轉過的總轉數,以L10表示。
基本額定壽命為106r時軸承所能承受的載荷稱為基本額定動載荷,以C表示。軸承在基本額定動載荷作用下,工作106r不發生疲勞點蝕的可靠度是90%。對於徑向接觸軸承C是徑向載荷,軸向接觸軸承C是中心軸向載荷,向心角接觸軸承C是載荷的徑向分量。各種類型和不同尺寸軸承的C值查機械設計手冊。
(2)壽命計算:軸承基本額定壽命的計算式為:
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
式中:L10為軸承的基本額定壽命,106r;FP為當量動載荷,見本節之當量動載荷計算;ε為壽命指數,球軸承ε=3,滾子軸承ε≈10/3。
實際計算時,人們習慣於以時間Lh(h)作為軸承的壽命。若軸承轉速為n(r/min),則軸承壽命計算的另一表達式為
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
當軸承的工作溫度高於120℃時,會降低軸承的壽命,影響基本額定動載荷;工作中的沖擊和振動,將使軸承實際工作載荷加大,故在計算時應分別引入溫度系數ft(表2-11)和載荷系數fp(表2-12)對C值和Fp值加以修正。此時軸承的壽命計算式為:
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
表2-11 溫度系數ft
表2-12 載荷系數fp
3.當量動載荷的計算
當量動載荷是一個假想載荷,在這個載荷作用下,軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。
對於僅能承受徑向載荷的圓柱滾子軸承,當量動載荷為軸承的徑向載荷Fr,即
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
對於只能承受軸向載荷的推力球軸承,當量動載荷為軸承的軸向載荷Fa,即
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
對於能同時承受徑向和軸向載荷的深溝球軸承、調心軸承和向心角接觸軸承,當量動載荷的計算式為
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
式中:Fr為軸承所受的徑向載荷;Fa為軸承所受的軸向載荷;X為徑向載荷系數,見表2-13;Y為軸向載荷系數,見表2-13。
查表2-13時,對於深溝球軸承和7000C型角接觸球軸承,需先計算Fa/C0,查出e值,再計算Fα/Fr並與e比較後才能確定X、Y值。
表2-13 徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y
註:1.C0為軸承的基本額定靜載荷,查機械設計手冊。
2.e為系數X和Y不同值時Fa/Fr適用范圍的界限值。
3.對於Fa/C0的中間值,其e和Y值可由線性內插法求得。
4.向心角接觸軸承軸向載荷的計算
如圖2-9所示,由於向心角接觸軸承有接觸角α,故軸承在受到徑向載荷作用時,承載區內每一個滾動體的法向力FQi可分解成徑向分力FRi和軸向分力FSi。各滾動體軸向分力之和FS(FS=∑iFSi)將使軸承外圈與內圈沿軸向有分離的趨勢,故這類軸承都應成對使用反向安裝。
圖2-9 向心角接觸軸承的內部軸向力
FS是在徑向載荷作用下產生的軸向力,通常稱為內部軸向力,其大小按表2-14所給公式求出,方向(對軸而言)沿軸向由軸承外圈的寬邊指向窄邊。
向心角接觸軸承在成對使用時實際所受的軸向載荷Fa,除與外加軸向載荷FA有關外,還應考慮內部軸向力FS的影響。
表2-14 向心角接觸軸承內部軸向力FS
註:Y值查機械設計手冊。
圖2-10為角接觸球軸承的兩種安裝方式,圖2-10a為兩外圈的窄邊相對,圖2-10b為兩外圈的寬邊相對。FA為外加軸向載荷,FS1、FS2分別為軸承1、2的內部軸向力,兩軸承所受的實際軸向載荷,可根據力平衡條件求出。
圖2-10 角接觸軸承的軸向載荷分析
對於軸承1:因FS2與FA方向相反,故軸承所受軸向載荷應通過比較FS1與FS2-FA的大小來確定。
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
對於軸承2:因FS1與FA方向相同,故軸承所受軸向載荷應通過比較FS2與FS1+FA的大小來確定。
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
如果外加軸向載荷FA方向與圖示方向相反,則應取(-FA)代入公式計算。
5.滾動軸承的靜載荷計算
軸承靜載荷計算的目的是防止軸承產生過大的塑性變形。
軸承在某一載荷作用下,若受載最大的滾動體與內、外圈滾道接觸處的接觸應力達到:球軸承———4200MPa(調心球軸承4600MPa),滾子軸承———4000MPa,這個載荷稱為基本額定靜載荷,以C0表示。實踐表明,軸承在不超過該載荷作用下能正常工作。因此,基本額定靜載荷是軸承靜載荷的計算依據。對於徑向接觸軸承,C0是徑向載荷;對於向心角接觸軸承,C0是載荷的徑向分量;對於軸向接觸軸承C0是中心軸向
載荷。軸承在工作時,如果同時承受徑向載荷與軸向載荷,則應按當量靜載荷進行計算。當量靜載荷是一個假想載荷,軸承在這個載荷作用下,受力最大處的滾動體與內、外圈滾道塑性變形量總和與實際載荷作用下塑性變形量總和相等。對於徑向接觸軸承和向心角接觸軸承,當量靜載荷是徑向載荷;對於軸向接觸軸承,當量靜載荷是軸向載荷。當量靜載荷以FP0表示,它與實際載荷的關系是
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
式中:Fr為軸承所受的徑向載荷;Fa為軸承所受的軸向載荷;X0為靜徑向載荷系數,見表2-15;Y0為靜軸向載荷系數,見表2-15。
表2-15 靜徑向載荷系數X0與靜軸向載荷系數Y0
當計算結果FP0<Fr時,應取FP0=Fr
按靜載荷計算的強度條件是
液壓動力頭岩心鑽機設計與使用
式中:C0為軸承的基本額定靜載荷,查機械設計手冊;S0為安全系數,見表2-16。
表2-16 安全系數S0
F. 如何計算軸承的當量動載荷和軸承壽命
一、基本額定壽命和基本額定動載荷
1、基本額定壽命L10
軸承壽命:單個滾動軸承中任一元件出現疲勞點蝕前運轉的總轉數或在一定轉速下的工作小時數稱軸承壽命。由於材料、加工精度、熱處理與裝配質量不可能相同,同一批軸承在同樣的工作條件下,各個軸承的壽命有很大的離散性,所以,用數理統計的辦法來處理。
基本額定壽命L10——同一批軸承在相同工作條件下工作,其中90%的軸承在產生疲勞點蝕前所能運轉的總轉數(以106為單位)或一定轉速下的工作時數。(失效概率10%)。
2、基本額定動載荷C
軸承的基本額定壽命L10=1(106轉)時,軸承所能承受的載荷稱基本額定動載荷C。在基本額定動載荷作用下,軸承可以轉106轉而不發生點蝕失效的可靠度為90%。
基本額定動載荷C
(1)向心軸承的C是純徑向載荷;
(2)推力軸承的C是純軸向載荷;
(3)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的C是指引起套圈間產生相對徑向位移時載荷的徑向分量。
G. 軸承使用壽命怎樣確定
滾動軸承之壽命以轉數(或以一定轉速下的工作的小時數)定義:以ntn軸承型號和iko軸承型號為例,在此壽命以內的軸承,應在其任何軸承圈或滾動體上發生初步疲勞損壞(剝落或缺損)。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中,都可明顯的看到,在同樣的工作條件下的外觀相同軸承,實際壽命大不相同。此外還有數種不同定義的軸承「壽命」,其中之一即所謂的「工作壽命」,它表示ntn軸承型號和iko軸承型號在損壞之前可達到的實際壽命是由磨損、損壞通常並非由疲勞所致,而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。
為確定軸承壽命的標准,把軸承壽命與可靠性聯系起來。
每一樣物品都有一個額定的壽命,意味著它從生產出來那刻開始就能使用多久,軸承也不例外,而軸承的額定壽命,由於製造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,最長的相對壽命為4單位,最短的為0.1-0.2單位,最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命。
H. 軸承的使用壽命是多少
第一:可能是你的計算有問題,壽命計算公式中本來就是考慮系數的,看看你的系數取值,多列的軸承計算壽命時考慮徑向當量動載荷Pr時,是要將總的徑向載荷分給每一列的,看看每列軸承的受力部位,是不是承載能力大的那一列剛好在重載區域;
第二:壽命計算公式僅僅是參考,在選用軸承時,參考的軸承徑向基本額定動載荷應該是實際工作載荷的3~5倍甚至更高,也就是實際載荷遠遠低於軸承的基本額定動載荷,而且根據軸承壽命試驗做的經驗,一般提交的壽命試驗為1倍、2倍最長的相對壽命為4單位,還有完全壽命試驗,完全壽命做下來有的要1到2年時間,最長與最短壽命之比為20-40倍;
第三:壽命的校驗通常是校驗一個Cr就是徑向基本額定動載荷,在一個大於或等於實際工作載荷徑向力作用下工作100萬轉不被破壞,這裡面就要把轉速考慮進去了,也可能計算時候的轉速和客戶實際工作中用到的轉速並不是一個。
另外,壽命公式的計算,不同的公司有不同的公式,是考慮自己公司在實際應用過程中,曾經遇到過的問題而重新考慮進去新的參數。
比如,TIMKEN公司的壽命計算公式前面有a1、a2、a3、a4四個系數,這四個系數分別代表了可靠性修正系數、材料修正系數、環境修正系數、有效壽命等,這樣一個軸承的壽命就不單單是軸承廠商能夠計算的了,所以現在大多數客戶在選用軸承時會要求軸承廠商提供一個台架試驗(就是壽命試驗)的報告
你可以把你遇到的問題具體的跟我描述一下,我對這類問題比較感興趣,
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很高興為您解答,祝你學習進步,身體健康,家庭和諧,天天開心!有不明白的可以追問!
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I. 軸承壽命的計算公式以標准SKF為例!
以下是關於SKF軸承機械使用的壽命表,該表格為正常安裝後的SKF軸承使用壽命估算值,不受型號限制,但受到安裝及工作環境限制。
機械類型:家用電器,農業機械,醫療設備,儀器設備約定;工作時間:300-3000
機械類型:短時間間接性的使用,電動工具,車間起重設備,建築設備和機械約定;工作時間:3000-8000
機械類型:短時間或間歇性使用的設備,但要求較高的運行可靠性,例如升降機(電梯)用於包裝貨物的起重機械或吊索輪約定;工作時間:8000-12000
機械類型:每天工作8小時,但並非全部時間運行的機械,一般使用齒輪傳動結構,例如工業電機,轉盤式碎石機約定;工作時間:10000-250000
機械類型:每天工作8小時,但並非全部時間運行的機械,例如機床,木材機械,連續生產的機械,例如起重機械,通風設備,輸送機,印刷設備,分離機,離心機等約定;工作時間:20000-30000
機械類型:24小時運轉的機械,軋鋼廠用的齒輪,中型電機,壓縮機,采礦用起重機,泵或紡織機械;工作時間:40000-50000
機械類型:風電機械設備,包括主軸,擺動機構,齒輪箱,發電機軸承;工作時間:30000-100000
機械類型:自來水廠用的機械,如轉爐,電纜攪股架等;工作時間:60000-100000
機械類型:大型電機,發電廠設備,礦井水泵,礦場用通風設備,遠洋輪的主軸軸承;工作時間:>100000