『壹』 軸承的計算公式
(一)滾動進口軸承疲勞壽命的校核計算一、基本額定壽命和基本額定動載荷
所謂NSK軸承壽命,對於單個滾動軸承來說,是指其中一個套圈或滾動體材料首次出現疲勞點蝕之前,一套圈相對於另一套圈所能運轉的轉數。
由於對同一批軸承(結構、尺寸、材料、熱處理以及加工等完全相同),在完全相同的工作條件下進行壽命實驗,滾動軸承的疲勞壽命是相當離散的,所以只能用基本額定壽命作為選擇軸承的標准。
基本額定壽命:是指一批相同的NTN軸承,在相同條件下運轉,其中90%的軸承在發生疲勞點蝕以前能運轉的總轉數(以轉為單位)或在一定轉速下所能運轉的總工作小時數。
基本額定動載荷C:當軸承的基本額定壽命為轉時,軸承所能承受的載荷值。基本額定動載荷,對向心FAG軸承,指的是純徑向載荷,並稱為徑向基本額定動載荷,用表示;對推力軸承,指的是純軸向載荷,並稱為軸向基本額定動載荷,用表示;對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,指的是使套圈間只產生純徑向位移的載荷的徑向分量。
不同型號的軸承有不同的基本額定動載荷值,它表徵了不同型號軸承承載能力的大小。二、滾動軸承疲勞壽命計算的基本公式 圖9-7nachi軸承的載荷-壽命曲線圖9-7是軸承的載荷-壽命曲線,它表示了載荷P與基本額定壽命之間的關系。此曲線用公式表示為:
(轉) (9-1)
式中:P 為當量動載荷(N);
ε 為壽命指數,對於球軸承 ε =3;對於滾子軸承 ε =10/3。實際計算時,常用小時數表示軸承壽命為:
(h)(9-2)
式中:n為代表INA軸承的轉速(r/min)。
溫度的變化通常會對軸承元件材料產生影響,軸承硬度將要降低,承載能力下降。所以需引入溫度系數 ft (見表9-5),對壽命計算公式進行修正:
(轉)(9-3)
(h)(9-4)表9-5溫度系數 ft軸承工作溫度(℃) ≤120 125 150 175 200 225 250 300 350
溫度系數ft 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.6 0.5 疲勞壽命校核計算應滿足的約束條件為
'
式中:' 為koyo軸承預期計算壽命,列於表9-6,可供參考。
如果當量動載荷P和轉速n已知,預期計算壽命' 也已被選定,則可從公式(9-5)中計算出軸承應具有的基本額定動載荷' 值,從而可根據' 值選用所需軸承的型號:
(9-5)表9-6推薦的timken軸承預期計算壽命機器類型 預期計算壽命 (h)
不經常使用的儀器或設備,如閘門開閉裝置等 300~3000
短期或間斷使用的機械,中斷使用不致引起嚴重後果,如手動機械等 3000~8000
間斷使用的機械,中斷使用後果嚴重,如發動機輔助設計、流水作業線自動傳送裝置、長降機、車間吊車、不常使用的機床等 8000~12000
每日8小時工作的機械(利用率較高),如一般的齒輪傳動、某些固定電動機等 12000~20000
每日8小時工作的機械(利用率不高),如金屬切削機床、連續使用的起重機、木材加工機械、印刷機械等 20000~30000
24小時連續工作的機械,如礦山升降機、紡織機械、泵、電機等 40000~60000
24小時連續工作的機械,中斷使用後果嚴重。如纖維生產或造紙設備、發電站主電機、礦井水泵、船舶漿軸等 100000~200000
三、滾動軸承的當量動載荷
滾動IKO軸承的基本額定動載荷對於向心軸承,是指內圈旋轉、外圈靜止時的徑向載荷,對向心推力軸承,是使滾道半圈受載的載荷的徑向分量。對於推力軸承,基本額定動載荷是中心軸向載荷。因此,必須將工作中的實際載荷換算為與基本額定動載荷條件相同的當量動載後才能進行計算。換算後的當量動載荷是一個假想的載荷,用符號表示。在當量動載荷作用下的軸承壽命與工作中的實際載荷作用下的壽命相等。在不變的徑向和軸向載荷作用下,當量動載荷的計算公式是:
(9-6a)
式中:為軸承所受的徑向載荷(N),即軸承實際載荷的徑向分量;
為軸承所受的軸向載荷(N),即軸承實際載荷的軸向分量;
為徑向載荷系數,將實際徑向載荷轉化為當量動載荷的修正系數,見表9-7;
為軸向載荷系數,將實際軸向載荷轉化為當量動載荷的修正系數,見表9-7。
對於只能承受純徑向載荷的向心圓柱滾子軸承、滾針軸承、螺旋滾子軸承:
=(9-6b)
對於只能承受純軸向載荷的推力軸承:
=(9-6c)
根據軸承的實際工作情況,還需引入載荷系數(表9-8)對其進行修正,修正後的當量動載荷應按下面的公式進行計算:
=(+)(9-7a)
= (9-7b)
= (9-7c)表9-8載荷系數 f p 載荷性質 f p 舉例
無沖擊或輕微沖擊 1.0~1.2 電機、汽輪機、通風機、水泵等
中等沖擊或中等慣性力 1.2~1.8 車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶金機械、選礦機、卷揚機、機床等
強大沖擊 1.8~3.0 破碎機、軋鋼機、鑽探機、振動篩等 在表9-7中,e為軸向載荷影響系數或稱判別系數:
當時,表示軸向載荷的影響較大,計算當量動載荷時必須考慮的作用,此時:
=(+)
當時,表示軸向載荷的影響較小,計算當量動載荷時可忽略,此時:
=注意:
1、在式9-7中,是軸承所受的徑向載荷,通常為軸承水平面徑向支反力與垂直面徑向支反力的矢量和;
2、對於深溝球軸承,其軸向載荷由外界作用在軸上的軸向力決定,所指向的軸承,其所承受的軸向力為外界作用在軸上的軸向力(=),另一軸承所承受的軸向力為零;對於角接觸球軸承和圓錐滾子軸承,其軸向力由外界的總軸向作用力與各軸承因徑向載荷產生的派生軸向力S之間的平衡條件得出。
四、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的軸向載荷的計算。
角接觸球軸承和圓錐滾子軸承承受純徑向載荷時,要產生派生的軸向力,圖9-7所示為兩種不同安裝方式時,由純徑向載荷產生派生軸向力的情況。其中:
a)為正裝(或稱為"面對面"安裝,這種安裝方式可以使支點中心靠近)(圖9-8a);
b)為反裝(或稱"背靠背"安裝,支點中心距離加長)(圖9-8b)。
安裝方式不同時,所產生的派生軸向力的方向也不同,但其方向總是由軸承寬度中點指向載荷中心的。 (a)正裝 (b)反裝圖9-8角接觸球軸承軸向載荷分析角接觸球軸承及圓錐滾子軸承的派生軸向力的大小按表9-9計算。但計算支反力時,若兩軸承支點間的距離不是很小,為簡便起見,可以軸承寬度中點作為支反力的作用點,這樣處理,誤差不大。表9-9約有半數滾動體接觸時派生軸向力S 的計算公式圓錐滾子軸承 角接觸球軸承
70000C(a =15°) 70000AC(a =25°) 70000B(a =40°)
S=Fr/(2Y)① S=0.5Fr S=0.7Fr S=1.1Fr 註:① Y 是對應於表9-7中Fa/Fr>e時的Y 值。
圖9-9所示為一成對安裝的向心角接觸軸承(可以是角接觸球軸承或圓錐滾子軸承),及分別為作用於軸上的徑向外載荷及軸向外載荷。兩軸承所受的徑向載荷為及,相應的派生軸向力為及。 圖9-9向心角接觸軸承的軸向載荷取軸和軸承內圈為分離體,當軸處於平衡狀態時,應滿足:
+=
如果+>,如圖9-10所示,則軸有右移的趨勢,此時右邊軸承Ⅱ被"壓緊",左邊軸承Ⅰ被"放鬆"。但實際上軸並沒有移動。因此,根據力的平衡關系,作用在軸承Ⅱ的外圈上的力應是+',且有:
+=+'
故
' =+- 圖9-10軸向力示意圖(S1+FA>S2時)作用在軸承Ⅱ上的總的軸向力為:
=+' =+(9-8a)
作用在軸承Ⅰ上的軸向力為(即軸承1隻受其自身的派生軸向力):
=(9-8b)
如果+<(見圖9-11)。此時軸有左移的趨勢,軸承Ⅰ被"壓緊",軸承Ⅱ被"放鬆",為了保持軸的平衡,在軸承Ⅰ的外圈上必有一個平衡力' 作用,作與上述同樣的分析,得作用在軸承Ⅰ及軸承Ⅱ上的軸向力分別為: 圖9-11軸向力示意圖(S1+FA<S2時)=-(9-9a)
=(9-9b)
綜上可知,計算角接觸球軸承和圓錐滾子軸承所受軸向力的方法可歸結為:
(1) 根據軸承的安裝方式及軸承類型,確定軸承派生軸向力、的方向、大小;
(2) 確定軸上的軸向外載荷的方向、大小(即所有外部軸向載荷的代數和);
(3) 判明軸上全部軸向載荷(包括外載荷和軸承的派生軸向載荷)的合力指向;根據軸承的安裝形式,找出被"壓緊"的軸承及被"放鬆"的軸承;
(4) 被"壓緊"軸承的軸向載荷等於除本身派生軸向載荷以外的其它所有軸向載荷的代數和(即另一個軸承的派生軸向載荷與外載荷的代數和);
(5) 被"放鬆"軸承的軸向載荷等於軸承自身的派生軸向載荷。(二)極限轉速校核滾動軸承轉速過高,會使摩擦表面間產生很高的溫度,影響潤滑劑的性能,破壞油膜,從而導致滾動體回火或元件膠合失效。因此,對於高速滾動軸承,除應滿足疲勞壽命約束外,還應滿足轉速的約束,其約束條件為
式中:為滾動軸承的最大工作轉速;
為滾動軸承的極限轉速。滾動軸承的極限轉速值已列入軸承樣本中,在有關標准和手冊可以查到。但這個轉速是指負荷不太大(P≤0.1C,C為基本額定動載荷),冷卻條件正常,且軸承公差等級為0級時的最大允許轉速。當軸承在重負荷(P>0.1C)下工作時,接觸應力將增大;向心軸承受軸向力作用時,將使受載滾動體增加,增大軸承接觸表面間的摩擦,使潤滑態變壞。這時,要用負荷系數 f1 和負荷分布系數 f2 對手冊中的極限轉速值進行修正。這樣,滾動軸承極限轉速的約束條件為:
≤ f1f2
式中:f1、f2的值可從圖9-12中查得。 (a)載荷系數 (b)載荷分配系數圖9-12載荷系數和載荷分配系數(三)靜強度校核由於不轉動或轉速極低的軸承,其主要的失效形式是產生過大的塑性變形,因此,靜強度的校核的目的是要防止軸承元件產生過大的塑性變形。其約束強度條件為
或式中:
S0為軸承靜強度安全系數,其值見表9-10;為徑向額定靜載荷。它是在最大載荷滾動體與滾道接觸中心處,引起與下列計算接觸應力相當的徑向靜載荷:對調心球軸承為4600MPa;對所有其它的向心球軸承為4200MPa;對所有向心滾子軸承為4000MPa。對單列角接觸球軸承,其徑向額定靜載荷是指使軸承套圈間僅產生相對純徑向位移的載荷的徑向分量。為軸向額定靜載荷。它是在最大載荷滾動體與滾道接觸中心處,引起與下列計算接觸應力相當的中心軸向靜載荷:對推力球軸承為4200MPa;對所有推力滾子軸承為4000MPa。為徑向當量靜載荷。它是指最大載荷滾動體與滾道接觸中心處,引起與實際載荷條件下相同接觸應力的徑向靜載荷。為軸向當量靜載荷。它是指最大載荷滾動體與滾道接觸中心處,引起與實際載荷條件下相同接觸應力的軸向靜載荷。
、 可從有關設計手冊中查到。、可分別按下面的公式進行計算。(1)對深溝球軸承、角接觸球軸承、調心球軸承:
(取上兩式計算值較大者)(2)向心球軸承和0°的向心滾子軸承:
0°;;
(取上兩式計算值較大者)
a=0°(且僅承受徑向載荷的向心滾子軸承);(3)a=90°的推力軸承:
=(4)90°的推力軸承:
=2.3tga+對於雙向SKF軸承,此公式適用於徑向載荷與軸向載荷之比為任意值的情況。對於單向軸承,當/≤0.44ctga時,該公式是可靠的。當/大至0.67ctga時,該公式仍可給出滿意的值。式中:和分別為當量靜載荷的徑向載荷系數和軸向載荷系數,其值見表9-11。
為軸承徑向載荷即軸承實際載荷的徑向分量(N);
為軸承軸向載荷即軸承實際載荷的軸向分量(N);
a 為接觸角。表9-10靜載荷安全系數軸承使用性況 使用要求、負荷性質及使用場合
旋轉軸承 對旋轉精度和平穩性要求較高,或受強大沖擊負荷
一般情況
對旋轉精度和平穩性要求較低,沒有沖擊或振動 1.2~2.5
0.8~1.2
0.5~0.8
在工作載荷下基本不
旋轉或擺動軸承 水壩門裝置
吊橋
附加動載荷較小的大型起重機吊鉤
附加動載荷很大的小型裝卸起重機吊鉤 ≥1.0
≥1.5
≥1.0
≥1.6
各種使用場合下的推力調心滾子軸承 ≥2 表9-11系數和的值軸承類型 單列向心球軸承 雙列向心球軸承 0°的向心滾子軸承
② ①② ①
深溝球軸承 0.6 0.5 0.6 0.5 0.5 1 0.22ctga 0.44ctga
角接觸球軸承a(°) 15
20
25
30
35
40
45 0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5 0.46
0.42
0.38
0.33
0.29
0.26
0.22 1
1
1
1
1
1
1 0.92
0.84
0.76
0.66
0.58
0.52
0.44
圓錐滾子軸承 0.5 0.22ctga 1 0.44ctga
調心球軸承(0°) 0.5 0.22ctga 1 0.44ctga 註:
①對於兩套相同的單列深溝球軸承以"背對背"或「面對面」安裝(成對安裝)在同一軸上作為一個支承整體運轉情況下,計算其徑向當量靜載荷時用雙列軸承的和值,以和為作用在該支承上的總載荷。
②對於中間接觸的值,用線性內插法求得。本文地址: http://www.nskfag.org/news/201012_32335.html
『貳』 軸承型號怎麼計算
1.軸承類型表示法:代號(從右數第四位數字)
0:深溝球軸承
1:調心球軸承
2:圓柱滾子軸承
3:調心滾子軸承
4:滾針軸承
5:螺旋滾子軸承
6:角接觸球軸承
7:圓錐滾子軸承
8:推力球軸承 推力角接觸球軸承
9:推力圓柱滾子軸承 推力調心滾子軸承 推力滾針軸承 推力圓錐滾子軸承
2。軸承尺寸表示法
直徑系列,代號(從右數第三位數字)
超特輕:7 例:1000700
超輕:8 9 例:7000800 7000900
特輕:1 7 例:7000100 7002700
輕:2 例:3056200
中:3 例:300
重:4 例:2086400
寬度系列,代號(右數第七位數字)
窄:7 例:7000800
正常:1 例:1000700
寬:2 例:2007900
特寬:3 例:3000700
4 例:4774900
高度系列,代號(右數第七位數字)
特低:7 例:7589900
低:9 例:9008900
正常:1 例:1008900
3,軸承內徑表示法
代號:00 軸承標准內徑:10
01 內徑:12
02 內徑:15
03 內徑:17
代號04-99 代號數字*5=內徑 例:205:內徑25, 206,內徑30
軸承代號的讀法為:
前置代號:軸承游隙, 軸承公差等級
代號數字右數:
7:寬度系列
6。5:軸承結構形式
4:類型
3:直徑系列
2,1:軸承內徑
例:3G3053220,即徑向游隙按第三組,G級公差,公差等級按字母B,C,D,E,G表示,依次由高到低表示公差等級。G級在軸承代號中一般省略
6305,6表示推力角接觸球軸承,3表示中系列,05表示內徑,5乘以5,內徑為25
『叄』 有軸的大小了,怎樣計算軸承是多大的
普通軸承內徑除以5 得到的數是某個軸承型號的尾數。如內徑為30mm 則30÷5=6 則軸承型號則為206或306。就知道這么多。
『肆』 請問軸承是怎麼算的
一 .通用軸承(滾動軸承)代號方法:
分為:前置代號,基本代號和後置代號。
1.基本代號 (類型代號,尺寸代號,內徑代號[2位])
基本代號用來表明軸承的內徑、直徑系列、寬度系列和類型,一般最多為五位數,先分述如下:
1)軸承內徑用基本代號右起第一位數字表示。對常用內徑d=20~480mm的軸承內徑一般為5的倍數,這兩位數字表示軸承內徑尺寸被5除得的商數, 如04表示d=20mm;12表示 d=60mm等等。對於內徑為10mm、12mm、15mm和17mm的軸承,內徑代號依次為00、01、02和03。對於內徑小於10mm和大於 500mm 軸承,內徑表示方法另有規定,可參看 GB/T272—93。
2)軸承的直徑系列(即結構相同、內徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列)用基本代號右起第三位數字表示。例如,對於向心軸承和向心推力軸承,0、1 表示特輕系列;2表示輕系列;3表示中系列;4表示重系列。各系列之間的尺寸對比如下圖所示。推力軸承除了用1表示特輕系列之外,其餘與向心軸承的表示一 致。
3) 軸承的寬度系列(即結構、內徑和直徑系列都相同的軸承寬度方面的變化系列)用基本代號右起第四位數字表示。當寬度系圖13-4直徑系列的對比列為0系列 (正常系列)時,對多數軸承在代號中可不標出寬度系列代號O,但對於調心滾子軸承和圓錐滾子軸承,寬度系列代號0應標出。
直徑系列代號和寬度系列代號統稱為尺寸系列代號。
4)軸承類型代號用基本代號右起第五位數字表示(對圓柱滾子軸承和滾針軸承等類型代號為字母)。
2.後置代號
軸承的後置代號是用字母和數字等表示軸承的結構、公差及材料的特殊要求等等。後置代號的內容很多,下面介紹幾個常用的代號。
1)內部結構代號是表示同一類型軸承的不同內部結構,用字母緊跟著基本代號表示。如:接觸角為15°、25°和40°的角接觸球軸承分別用C、AC和B表示內部結構的不同。
2)軸承的公差等級分為2級、4級、5級、6級、6X級和0級,共6個級別,依次由高級到低級,其代號分別為/PZ、/P4『/PS、/P6、/P6X和/PO。公差等級中, 6X級僅適用於圓錐滾子軸承; 0級為普通級,在輪承代號中不標出。。
3)常用的軸承徑向游隙系列分為1組、2組、0組、3組、4組和5組,共6個組別,徑向游隙依次由小到大。o組游隙是常用的游隙組別,在軸承代號中不標出,其餘的游隙組別在軸承代號中分別用/CI、/CZ、/C3、/C4、/CS表示。
3.前置代號
軸承的前置代號用於表示軸承的分部件,用字母表示。如用 L表示可分離軸承的可分離套圈;K表示軸承的滾動體與保持架組件等等。
實際應用的滾動軸承類型是很多的,相應的軸承代號也是比較復雜的。以上介紹的代號是軸承代號中最基本、最常用的部分,熟悉了這部分代號,就可以識別和查選常用的軸承。關於滾動軸承詳細的代號方法可查閱GBT272-93。
二.中國軸承代號的發展歷程
1990年以前,中國一直沿用前蘇聯的完全用數字表示的滾動軸承代號方法,與國際上通用的用英文字母和數字表示的軸承代號方法有很大不同。
老標准軸承的基本代號由七位阿拉伯數字組成,代號的前頭可以加前置代號,後面可以加補充代號。
七位數字從右邊數為第一位,一、二兩位表示軸承內徑,例如:00為10MM,01為12MM,02為15MM,03為17MM,04開始為5的整數倍,09表示內徑為45MM。兩位數表達不了的大內徑則以/後面直接用數字標出。內徑小於10MM的微型軸承,第一位數直接表示內徑。
第三位表示直徑系列。
第四位表示軸承類型。
第五、六位數字表示軸承的結構特點。
前置代號
軸承的前置代號用於表示軸承的分部件,用字母表示。如用 L表示可分離軸承的可分離套圈;K表示軸承的滾動體與保持架組件等等。
實際應用的滾動軸承類型是很多的,相應的軸承代號也是比較復雜的。以上介紹的代號是軸承代號中最基本、最常用的部分,熟悉了這部分代號,就可以識別和查選常用的軸承。關於滾動軸承詳細的代號方法可查閱GBT272-93。
自從改革開放以來,中國的軸承出口增加很快。但是由於軸承代號方法的不同,嚴重阻礙了中國軸承的出口。因此。在1990年,中國國決定修改原用的滾動軸承代號方法,採用國際上通用的用英文字母和數字表示的滾動軸承代號方法,並制定了國家標准:GB/T 272~1993 《滾動軸承代號方法》,並決定從1994年7月1日實施。滾動軸承代號方法的變更影響面就更廣泛了。商務部於1994年組織編寫了《滾動軸承應用手冊》,機械工業出版社於1996年出版發行。
『伍』 軸承的型號是怎麼計算的
型號是定出來的,基本不需要計算,一般來說第一位是表示軸承的形式,第二位數表示軸承的尺寸系列,第三位和第四位代表內勁尺寸。如6220就代表6--深溝球軸承,2--2系的,20--內徑尺寸等於50*5=100mm。
『陸』 軸承各尺寸的記算方法
20mm以下,00 10,01 12,02 15,03 17 例:6201 d=12mm
20-480mm ,從右往左數的兩位數乘以5。(22,28,32除外)例:6204 d=20mm
大於等於500mm ,22,28,32 尾數就是內徑。例:230/500 d=500mm
『柒』 軸承的形號如何區別,內外徑怎麼計算
滾動軸承的基本類型
軸承類型 新標准 舊標准 軸承類型 新標准 舊標准 雙列角接觸球軸承 0 6 圓柱滾子軸承 N 2 調心球軸承 1 1 外球面球軸承 U 0 調心滾子軸承 2 3 四點接觸球軸承 QJ 6 圓錐滾子軸承 3 7 滾針軸承(實體套圈) NA K 雙列深溝球軸承 4 0 沖壓外圈滾針軸承(穿孔型) HK HK 推力球軸承 5 8 沖壓外圈滾針軸承(封口型) BK BK 深溝球軸承 6 0 滾針和保持架組件 K K 角接觸球軸承 7 6 推力滾針和保持架組件 AXK 889 推力圓柱滾子軸承 8 9 推力圓錐滾子軸承 9 9 1.基本代號
基本代號用來表明軸承的內徑、直徑系列、寬度系列和類型,一般最多為五位數,先分述如下:
1)軸承內徑用基本代號右起第一、二位數字表示。對常用內徑d=20~480mm的軸承內徑一般為5的倍數,這兩位數字表示軸承內徑尺寸被5除得的商數,如04表示d=20mm;12表示 d=60mm等等。對於內徑為10mm、12mm、15mm和17mm的軸承,內徑代號依次為00、01、02和03。對於內徑小於10mm和大於500mm 軸承,內徑表示方法另有規定,可參看 GB/T272—93。
2)軸承的直徑系列(即結構相同、內徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列)用基本代號右起第三位數字表示。例如,對於向心軸承和向心推力軸承,0、1表示特輕系列;2表示輕系列;3表示中系列;4表示重系列。各系列之間的尺寸對比如下圖所示。推力軸承除了用1表示特輕系列之外,其餘與向心軸承的表示一致。
3)軸承的寬度系列(即結構、內徑和直徑系列都相同的軸承寬度方面的變化系列)用基本代號右起第四位數字表示。多數軸承在代號中可不標出寬度系列代號0,但對於調心滾子軸承和圓錐滾子軸承,寬度系列代號0應標出。
直徑系列代號和寬度系列代號統稱為尺寸系列代號。
4)軸承類型代號用基本代號右起第五位數字表示(對圓柱滾子軸承和滾針軸承等類型代號為字母)。