軸承的使用壽命.docx

軸承的壽命軸承加上負載使其回轉時，內(nèi)外輪的溝道及溝道面受不斷重復的負荷、材料疲勞，導致發(fā)生表面脫落。我們把到此為至的總回轉數(shù)稱回轉疲勞壽命。軸承的壽命：材料、尺寸、熱處理加工方法相同并在同一條件下使其運轉，其壽命也有較大的波動，因此總體來說，90的軸承不發(fā)生表面脫落、可旋轉的回轉數(shù)稱為額定疲勞壽命?；绢~定動負荷在內(nèi)輪回轉、外輪靜止時，額定疲勞壽命為100萬轉的方向和大小，把一定的負荷稱為基本額定動負荷。徑向軸承是中心徑向負荷，尺寸表的Cr是高碳素鉻軸承鋼的值。且不銹鋼是軸承鋼的85。另外2個不同寬度的組合軸承用單體軸承時，按約1.62倍進行計算。壽命計算公式滾動軸承的基本額定動負荷、當量動負荷、額定疲勞壽命間的關系?？偦剞D數(shù)L10=(Cr/P)3*106（回轉）時間L10h=(Cr/P)3*16667/n（時間）距離L10d=*D*L10*10-6 (km)對于使用條件的最低基本額定負荷Cmin=P*(L10h*n/16667)(1/3) (N)L10=基本額定壽命（rev）L10h=基本額定壽命（h）L10d=基本額定壽命（km）P=當量動負荷（N）Cr=基本額定動負荷（N）Cmin=最低基本額定動負荷（N）n=回轉數(shù)（1/min）D=回轉體外徑尺寸（mm）額定壽命L10h的選擇方法機械的運轉狀況額定壽命時間L10h使用頻率少時500短時間或間斷使用的機械，即使故障也沒大的影響時4,0008,000間斷使用，有故障有大的影響時8,00012,0001天8小時使用，不常時間滿運轉時12,00020,0001天8小時滿運轉時20,00030,0001天24小時連續(xù)運轉時40,00060,0001天24小時連續(xù)運轉，絕對不允許因故障停止時100,000200,000壽命計算公式的修整一般用前面的公式可計算出使用壽命，但根據(jù)用途在要求90以上的高可靠性時是不夠的。最近對軸承鋼進行了改良，疲勞壽命變長，也明確了潤滑劑和軸承壽命的關系，因此根據(jù)ISO281：1990使用下面的修整壽命計算公式。Lna=a1*a2*a3*L10Lna：修整額定壽命（可靠性等級為（100-n）時的壽命）L10：基本額定三姐妹（rev）a1：可靠性系數(shù)a2：軸承特性系數(shù)a3：使用條件系數(shù)(1) 可靠性系數(shù) a1 要求可靠性90以上的壽命時，可高峻下面的關系a1修正?？煽啃韵禂?shù)a1的值 可靠性（）壽命 Lna可靠性系數(shù) a190L10a1.0091L9a0.9292L8a0.8493L7a0.7794L6a0.6495L5a0.6296L4a0.5397L3a0.4498L2a0.3399L1a0.21(99.6)(L0.4a)(0.10)(99.9)(L0.1a)(0.037)(2) 軸承特性系數(shù) a2經(jīng)過軸承材料的制造方法和熱處理條件等的改良，疲勞壽命延長時，軸承特性系數(shù)a2修整。標準軸承材料使用著經(jīng)嚴格挑選了的高品質真空脫氣軸承鋼，與以往的軸承鋼相比，通過各種實驗及實績，明確知道其壽命長。樣本的基本額定動負荷是考慮了這壽命延長效果的值。與以往相比，在時間上約增加2.2倍，負荷約增加1.3倍。當然這時的軸承特性系數(shù)a31就可以了。(3) 使用條件系數(shù) a3在軸承的使用條件下，把因潤滑、溫度、負荷等的條件作修正的系數(shù)稱使用條件系數(shù)a3。良好的潤滑條件下，溝道面和鋼球間有油膜，金屬間不接觸，并且潤滑劑的動粘度13mm2/s(13cst)時采用a31。另外，潤滑條件不良時（dmn10000、潤滑劑劣化、內(nèi)外輪傾斜大），a31。如果使用溫度超過120時，尺寸變化變大，而且硬度變低，由此壽命也變短，此時使用溫度和壽命修正系數(shù)如下表。溫度系數(shù)ft的值軸承溫度（）125150175200225250275300溫度系數(shù)(ft)軸承鋼1.000.900.850.750.650.600.520.45不銹鋼1.000.950.900.860.820.780.740.70另外，溫度在120以上，普通熱處理后的軸承尺寸變化變大，硬度低下，不可避免降低基本額定動負荷，但由于進行了尺寸穩(wěn)定性處理，故即使在高溫下也可避免尺寸變化。尺寸穩(wěn)定性處理尺寸穩(wěn)定性處理記號S0S1S2S3使用溫度范圍（）100?150150?200200?250250?300復合各軸承的綜合壽命各軸承的額定壽命是保持90的概率。復合的軸承綜合壽命，比各軸承的額定壽命的最短還要短，把使用的軸承當作全體一只軸承來考慮的話，其額定壽命由以下公式求得。1/L(10/9)=1/L1(10/9)+1/L2(10/9)+L3(10/9) Ln10/9L=軸承綜合額定壽命L1、L2、L3 Ln=各軸承的額定壽命基本額定靜負荷在軸承上加了靜止負荷時，鋼球和溝道面的接觸部分面產(chǎn)生局部的壓痕狀的永久變形。由于這永久變形，會造成回轉情況不良，音響、振動也變大，因此作為可允許的靜止負載的基準，基本額定靜負荷Cor如下規(guī)定。徑向球軸承的基本額定靜負荷在鋼球和溝道的接觸部，最大接觸應力4200MPa（429kgf/mm2）以下的靜負荷，鋼球和溝道間所產(chǎn)生的永久變形量之和是鋼球直徑的約1/10000的值。軸承負荷的計算作用于軸承的負載，有發(fā)生在齒輪等傳動負荷、運轉中的機械負荷、軸承支持裝置的自重等。實際上使用軸承時，加上大小不同的振動和沖擊負荷，這些所有的作為軸承負載很難求出，通常，理論上所求得的計算負荷值再乘上依據(jù)以往經(jīng)驗得到的各種系數(shù)求得。(1) 負載系數(shù)、齒輪系數(shù)、皮帶系數(shù)加在軸承上的軸向負荷和徑向負荷，即使由理論上計算求得的，實際加上的負荷因裝置的振動和沖擊比計算值大，因此乘上下面的系數(shù)求得。（齒輪傳動）F=fwfgFc（皮帶、鏈輪傳動）F=fwfbFcF=實際加上的負荷（N）Fc=理論上的計算負荷（N）fw=負載系數(shù)fg=齒輪系數(shù)fb=皮帶系數(shù)負載系數(shù) fw運轉條件舉例fw無沖擊時電動機、工作機、計器類、輸送機11.2輕微沖擊時送風機、吊車、空壓機、泵、電梯、造紙機械1.21.5強沖擊時壓延機、碎礦機、打樁錘、振動篩1.53齒輪系數(shù) fg齒輪的種類fg精密齒輪（間距誤差0.02mm、形狀誤差0.02mm）1.01.1普通齒輪 （間距誤差0.1mm、形狀誤差0.1mm）1.11.3皮帶系數(shù) fb皮帶的種類fb平皮帶（有張緊皮帶輪）4.05.0平皮帶（無張緊皮帶輪）2.53.0V型皮帶輪2.02.5帶齒皮帶輪1.32.0鏈輪1.21.5(2) 往軸承的負荷分配如圖所示，徑向負荷F1、F2加上時，被分配到軸承I、II上的負荷根據(jù)下式求得。FR1=c/a*F1-e/a*F2FR2=b/a*F1+d/a*F2 (3) 變動負荷的平均負荷加在軸承上的負荷的大小和方向變動時，需求得其負荷條件與軸承壽命相等的平均負荷。 徑向當量動負荷實際上使用軸承時的負荷條件不一定，但一般徑向負荷和軸向負荷的合成負荷很多。方向和大小一定了的徑向當量動負荷由下式表示。軸向負荷比Fa/iZDw2e單列、復列軸承Fa/FreFa/FreXYXY0.1720.19100.562.300.3450.22.1.990.6890.26.1.711.030.28.1.551.380.30.1.452.070.34.1.313.450.38.1.155.170.42.1.046.890.44.1.00P=XFr+YFaP=徑向當量動負荷（N）Fr=徑向負荷（N）Fa=軸向負荷（N）i=鋼球列數(shù)X=徑向負荷系數(shù)Y=軸向負荷系數(shù)Dw=鋼球直徑（mm）Z=1列的鋼球數(shù)徑向當量靜負荷同時承受徑向負荷和軸向負荷的軸承，把方向和大小一定的徑向靜止負荷稱為徑向當量靜負荷，由下式的大的數(shù)值表示。Po=0.6*Fr+0.5*Fa.Po=Fr安全系數(shù)軸承所容許的當量靜負荷由基本額定靜負荷決定，根據(jù)使用條件和要求性能不同，軸承的使用限度也不同。因此，為了考慮安全性能，采用經(jīng)驗所得的安全系數(shù)，可由下式求得。fs=Cor/Po.fs=安全系數(shù)Cor=基本額定靜負荷（N）Po=當量靜負荷（N）使用條件fs普通運轉條件下1.0沖擊負荷下1.5需要靜止的高精度回轉時2.0軸向最大容許動負荷（參考）普通負荷把基本額定動負荷的12考慮為最大值的話，在徑向當量動負荷的計算式P0.12*Cr時，求Fa（max