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1、1 滚动轴承的动载荷和寿命计算 一、几个术语 轴承寿命(Bearing life) 轴承中任一元件在出现疲劳点蚀前所运转的总转数，或在 一定转速下的工作小时数 寿命的离散性 基本额定寿命(Basic life rating，L10 或 L10h) 一批相同的轴承，在相同的运转条件下，其中 90% 的轴承 在劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数 意 义 对于一批轴承：90% 的轴承能达到或超过由理论计算得到基本额定寿命 L10，而10% 的轴承在达到之前已发生疲劳点蚀 对于一个轴承：该轴承达到或超过额定寿命的可靠性为90% 修正额定寿命 基本额定动载荷(Basic load ratin
2、g，C) 标准规定：基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷 如：6218轴承，查得C=73.8kN 轴承施加73.8kN 的力时，轴承可工作106转而不发生点蚀，可靠度为90% 重要参数；它表示轴承抵抗疲劳点蚀能力的大小，由手册查取 向心轴承：Cr 角接触轴承：Cr； 推力轴承：Ca 滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承 是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实 际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与 实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的 载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。 含义：当量动载荷是一
3、种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的 假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。 计算公式P =X Fr+Y Fa X 径向动载荷系数； Y 轴向动载荷系数 邱 P374 向心轴承 P=Fr 推力轴承 P=Fa 理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试验条件下得出的。实际 情况可能受到双重载荷作用。很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的 寿命是不一样的。 当量动载荷 P P =fd (X Fr+Y Fa) fd 冲击载荷系数 邱P375 计算当量动载荷 P 的步骤（假设已知Fa、Fr）： 二、寿命计算 载荷越大，寿命越短，载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定
4、义： 当PC时，L10 = ？ 曲线方程为 P L10 P L10 参数的意义: -寿命指数; 球轴承=3;滚子轴承=10/3 若轴承工作时转速为n r/min,则有: 若轴承的预期使用寿命(service life)记为Lh, 须使L10h Lh; 预期寿命 由机器的大修年限决定: 邱P376 若已知轴承所受的P和预期寿命Lh, 可据此选用轴承的C: 8 基本额定寿命 L10或L10h 基本额定动载荷 C 当量动载荷 PP =fd (X Fr+Y Fa) 上一节的内容: 三、角接触轴承轴向力Fa的计算 (解释Fa) Fa的确定对角接触轴承是比较困难的:外加轴向力 + 内部轴向力FS FA、F
5、R作用在轴上的轴向力、径向力。 Fa、Fr 作用在轴承上的轴向力、径向力 一) 载荷作用中心点O1、O2 O点位置应为各滚动体的载荷向量与 轴中心线的交点 B轴承宽度 DBW 滚动体中心圆直径 DBW = (D+d)/2 实际上：a 由轴承手册中查取 二) 角接触轴承的安装方式 成对、反向安装：二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装（面对面安装） 反装（背靠背安装） 正装（面对面安装） 反装（背靠背安装） 三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算 轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简
6、图， 标出Fs1、Fs2 Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比较大小 若FS1 Fs2 + FA , 则轴向右移动，轴承2被“压紧”，产生补充反力Fs2 FS1 = Fs2 + Fs2 + FA Fa2 = Fs2 + Fs2 = Fs1 - FA Fa1 = Fs1 + Fs1 = Fs1 左侧轴承被“放松”，故 Fs1 = 0 三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算 轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比较大小 若F
7、S1 Fs2 + FA , 则轴向左移动，轴承1被“压紧”，产生补充反力Fs1 FS1 + Fs1 = Fs2 + FA Fa1 = Fs1 + Fs1 = Fs2 + FA Fa2 = Fs2 + Fs2 = Fs2 右侧轴承被“放松”，故 Fs2 = 0 三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算 轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比较大小 若FS1 = Fs2 + FA Fa1 = Fs1 + Fs1 = Fs2 +
8、FA Fa2 = Fs2 + Fs2 = Fs2 三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算步骤小结 画出轴承的布置简图，并在图上标出FA，Fs1和Fs2； 将同方向的力相加，并比较彼此大小:分析轴向哪一边微动， 哪一个轴承间隙消失(压紧)，哪一个轴承的间隙存在(放松)； 被放松的轴承的轴向力等于它本身的附加轴向力。被压紧的 轴承的轴向力等于除本身内部附加轴向力以外的其余所有力的 代数和 应用上述原则关键要分清： 轴承的布置形式、分清哪个轴承被压紧、哪个轴承被放松 讨论：轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接 触轴承支承，背靠背安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 1）画出水平方向的受力简图 ，标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2 若FS1 + FA Fs2 （略） 18
