❶ 計算軸承壽命時有一個公式設計到壽命系數和轉速系數
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。
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
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的徑向分量
二、軸承壽命的計算公式
軸承廠軸承為對象,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)
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。所以:
其中:ft為溫度系數,n為軸承的轉速
溫度系數ft表
t ≤120 125 150 200 300
ft 1 0.95 0.90 0.80 0.60
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。
對於只承受徑向載荷:
P=Rfp
對於只承受軸向載荷:
P=Afp
對於其它類型軸承:
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--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
向心推力軸承承受徑向載荷時,要產生派生軸向力S。軸承不同,其計算公式不同。
派生軸向力S作用在軸上的方向是指向軸承的大端。
向心推力軸承軸承計算軸向載荷A的方法:
(1)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,其它軸向力的矢量和。
(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
式中:
P0--當量靜載荷
S0--靜強度的安全系數
❷ 軸承的使用壽命
軸承壽命在一定載荷作用下,是指軸承在出現點蝕前所經歷的轉數或小時數。即使是在同樣材料、同樣尺寸的同一批軸承中,由於製造精度和材料均勻程度的差異,其壽命也會有所不同。通常,統計壽命為1單位時,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可達20-40倍。為了確定軸承壽命的標准,將軸承壽命與可靠性聯系起來。
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。基本額定動載荷是指軸承的額定壽命為一百萬轉(10^6)時,所能承受的最大載荷。C越大,承載能力越高。向心軸承承受純徑向載荷,推力球軸承承受純軸向載荷,向心推力軸承承受純徑向位移的徑向分量。
洛陽軸承廠以208軸承為對象,進行大量試驗研究,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(10^6轉);C—基本額定動載荷;Nε—指數,對球軸承ε=3,對滾子軸承ε=10/3;P—當量動載荷(N)。實際工作條件下的載荷轉化為實驗條件下的當量動載荷,便於計算。
滾動軸承壽命計算分為兩種情況:已知軸承型號、載荷與軸的轉速,計算Lh;已知載荷、轉速與預期壽命,計算C,選取軸承型號。機器的中修或大修界限為軸承的設計壽命,一般取Lh'=5000。高溫下工作的軸承應引入溫度系數ft,Ct=ftCt≤120125150200300。對於向心軸承和推力軸承,公式有所不同。
當量動載荷P的計算需考慮實際工作條件,軸承的工作條件多種多樣。對於只承受徑向載荷的軸承,Pr=Rfp;對於只承受軸向載荷的軸承,Pa=Afp;對於其它類型軸承,Pr=fp(XR+YA)。其中,R為軸承實際上承受的徑向載荷,A為軸承實際上承受的軸向載荷,x為徑向折算載荷系數,Y為軸向折算載荷系數,fp為載荷系數。
向心推力軸承軸向載荷的計算需要考慮壓力中心和軸向載荷的計算。壓力中心為外圈反力作用線與軸心線的交點。軸向載荷計算時,首先根據軸承安裝結構判明軸上全部軸向力合力的指向,分清被壓緊和放鬆軸承。被壓緊軸承的軸向力A等於除本身派生軸向力外,其它軸向力的代數和;被放鬆軸承的軸向力A等於它本身派生軸向力。
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。因此,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。額定靜載荷為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。手冊上列出了各類各型號軸承的C0值。
靜強度計算時,C0≥S0P0。當量靜載荷P0的計算公式根據軸承類型不同而不同。對於6OOOO,30OOO,70OOO,l0OOO,200OOO,P0=X0R+Y0A;對於推力軸承,P0A=A+2.3tgα。S0—靜強度的安全系數。
❸ 流動軸承的常見故障有哪些
滾動軸承是轉動設備中應用最為廣泛的機械零件,同時也是最容易產生故障的零件。據統計,在使用滾動軸承的轉動設備中,大約有30%的機械故障都是由於滾動軸承而引起的。滾動軸承的常見故障形式有以下幾種。
1. 疲勞剝落(點蝕) 滾動軸承工作時,滾動體和滾道之間為點接觸或線接觸,在交變載荷的作用下,表面間存在著極大的循環接觸應力,容易在表面處形成疲勞源,由疲勞源生成微裂紋,微裂紋因材質硬度高、脆性大,難以向縱深發展,便成小顆粒狀剝落,表面出現細小的麻點,這就是疲勞點蝕。嚴重時,表面成片狀剝落,形成凹坑;若軸承繼續運轉,將形成大面積的剝落。疲勞點蝕會造成運轉中的沖擊載荷,使設備的振動和雜訊加劇。然而,疲勞點蝕是滾動軸承正常的、不可避免的失效形式。軸承壽命指的就是出現第一個疲勞剝落點之前運轉的總轉數,軸承的額定壽命就是指90%的軸承不發生疲勞點蝕的壽命。(利用軸承故障檢測儀對軸承進行診斷)
2. 磨損 潤滑不良,外界塵粒等異物侵入,轉配不當等原因,都會加劇滾動軸承表面之間的磨損。磨損的程度嚴重時,軸承游隙增大,表面粗糙度增加,不僅降低了軸承的運轉精度,而且也會設備的振動和雜訊隨之增大。
3. 膠合 膠合是一個表面上的金屬粘附到另一個表面上去的現象。其產生的主要原因是缺油、缺脂下的潤滑不足,以及重載、高速、高溫,滾動體與滾道在接觸處發生了局部高溫下的金屬熔焊現象。 通常,輕度的膠合又稱為劃痕,重度的膠合又稱為燒軸承。 膠合為嚴重故障,發生後立即會導致振動和雜訊急劇增大,多數情況下設備難以繼續運轉。
4. 斷裂 軸承零件的裂紋和斷裂是最危險的一種故障形式,這主要是由於軸承材料有缺陷和熱處理不當以及嚴重超負荷運行所引起的;此外,裝配過盈量太大、軸承組合設計不當,以及缺油、斷油下的潤滑喪失也都會引起裂紋和斷裂。
5. 銹蝕 銹蝕是由於外界的水分帶入軸承中;或者設備停用時,軸承溫度在露點以下,空氣中的水分凝結成水滴吸附在軸承表面上;以及設備在腐蝕性介質中工作,軸承密封不嚴,從而引起化學腐蝕。銹蝕產生的銹斑使軸承表面產生早期剝落,同時也加劇了磨損。
6. 電蝕 電蝕主要是轉子帶電,電流擊穿油膜而形成電火化放電,使表面局部熔焊,在軸承工作表面形成密集的電流凹坑或波紋狀的凹凸不平。
7. 塑性變形(凹坑及壓痕) 對於轉速極低(n<1 r/min)的軸承,或間歇擺動的軸承,其故障形式主要是永久性塑性變形,即在滾道上受力最大處形成凹坑。發生塑性變形,主要與過大的擠壓應力有關,例如,工作載荷過重,沖擊載荷過大,熱變形影響等。軸承出現凹坑後,會產生很大的振動和雜訊。 此外,當硬顆粒從外界進入滾動體與滾道之間時,會在滾道表面形成壓痕。
8. 保持架損壞 潤滑不良會使保持架與滾動體或座圈發生磨損、碰撞。裝配不當所造成的保持架變形,會使保持架與滾動體或座圈之間產生卡澀,從而加速了保持架的磨損。保持架磨損後,間隙變大,與滾動體之間的撞擊力增大,以致使保持架斷裂。
滾動軸承的故障種類是多種多樣的,然而,在實際應用中最常見和最有代表性的故障類型通常只是三種,,即疲勞剝落(點蝕)、磨損、膠合。其中,膠合從發生到軸承完全損壞的過程往往極短暫,因此一般難以通過定期檢查及時發現。
❹ 軸承壽命
軸承壽命是指在一定負載作用下,軸承在出現點蝕前能持續運轉的轉數或工作時間。以下是關於軸承壽命的詳細解釋:
衡量標准:滾動軸承的壽命通常以轉數或以特定轉速下的工作小時數來衡量。在規定壽命內,如果軸承發生初步疲勞損壞,如剝落或缺損,即被認為壽命結束。
實際差異:實際使用中,即使外觀相同的軸承在相同條件下的壽命也會有顯著差異。這可能是由於磨損、腐蝕、密封損壞等因素導致,而非單純疲勞磨損。
額定壽命:為了統一和評價軸承的可靠性能,引入了額定壽命的概念。通常,90%的軸承在額定壽命內不會出現點蝕。這個壽命對應的轉數或小時數即為軸承的額定壽命。額定壽命是評價軸承性能的一個重要指標。
承載能力:為了比較軸承抗點蝕的能力,定義了基本額定動載荷。它是在軸承能承受而不發生點蝕失效的100萬轉條件下,所能承受的最大載荷。這個值越大,表示軸承承載能力越強。
綜上所述,軸承壽命是一個綜合考量軸承耐用性、實際使用條件、製造精度和材料均勻性等多個因素的復雜指標。在評估和選擇軸承時,需要綜合考慮這些因素以確保軸承在實際應用中的性能和可靠性。