滚动轴承的寿命计算.ppt

第35讲 滚动轴承的寿命计算 二轴承元件上的载荷及应力变化 一轴承工作时元件上的载荷分布 17 5滚动轴承尺寸的选择 固定圈 滚动体滚过便受力 大小不变 稳定的脉动循环载荷图13 7b 当轴承承受径向力Fr时 上半圈不受载下半圈受载 滚动体受力不均匀 受力变化 小 大 小 承载区 滚动体动圈 在承载区 载荷零逐渐增大到最大 再逐渐减少到零图13 7a 13 5滚动轴承尺寸选择 三轴向载荷对轴承元件载荷分布的影响 一滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 1 疲劳破坏 点蚀 2 过大塑性变形 疲劳接触应力 极低 较大 静强度计算 3 磨损 胶合 内外圈和保持架破损 不正常 结论 角接触轴承承受轴向载荷时 受载滚动体数目增多 承载能力提高 宜承受联合载荷 一 失效形式 寿命计算 二 轴承的寿命 轴承中任一元件出现疲劳点蚀前 一个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数 指一批相同的轴承 在相同运转条件下 有90 的轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数 1 轴承寿命 寓意 一批轴承中有90 的寿命将比其基本额定寿命长 一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有90 失效率为有10 2 基本额定寿命 10 滚动轴承的预期寿命表13 3 基本额定动载荷 当轴承基本额定寿命为10 转时 轴承能承受的最大载荷 用C表示 二 滚动轴承的基本额定动载荷 C Cr 径向载荷或分量Ca 轴向载荷 三 滚动轴承寿命的计算公式 轴承寿命曲线 6208 失效率不同寿命不同 式中 n 转速r min 寿命指数球轴承 滚子轴承 10 3 当量动载荷假定的载荷 与实际载荷相当高温下轴承的C值将减少 引入温度系数ft表13 4 转 h 四 当量动载荷 轴承寿命计算公式 P fP XFr YFa P fP XFr YFa X Y 径向 轴向载荷系数查表 13 5 P 载荷系数 查表 13 6 Fr Fa 轴承的径向 轴向力 注意区别轴上载荷 查判断系数e 深沟球轴承 按f0Fa C0rf0 14 7查e 角接触球轴承 按Fa C0查e 轴承的额定静载荷 判Fa Fr与e的关系 定X Y Fa Fr e 轴向力较小 可忽略不计 只计 fP 即 X 1 Y 0 轴向力较大 要计即 X 1 Y 0 Fa Fr e 只能承受纯径向载荷的轴承 N NA类 P fPFr 设计轴承的基本方法 由工作条件定轴承类型 0000 由结构定轴承直径 00 初选型号 查C C0 验算寿命 计算轴承载荷 查e X Y 计算P 计算Lh 分析轴承是否合格 只能承受纯轴向载荷的轴承 5类 P fPFa 例 已知齿轮轴采用一对6211轴承 已知轴承载荷 1 3500 Fa1 1606 R2 2500 Fa2 fP 1 2 试求P1 P2 解 查得 C0 29200 查e 求X Y 求 f0Fa1 C0 14 7 1606 29200 0 8085 e1在0 26 0 28之间 插值得e1 0 27 Fa1 R1 1606 3500 0 459 e X1 0 56 Y1 1 7 Fa2 0X2 1 Y2 0 P1 fP X1R1 Y1Fa1 1 2 0 56 3500 1 7 1606 5628 P2 fPR2 1 2 2500 3000 P1 P2 轴承危险 计算1的寿命 五 轴承的轴向载荷Fa 1 径向轴承 6 1 2类 2 角接触轴承 3 7类 一端固定 一端游动 Fa1 Fae Fa2 0 Fae指向者受力 Fa1 0 Fa2 Fae 1 派生轴向力Fd 在 作用下 Fd 内外圈分离 成对使用Fd的大小 查表 13 7 两端固定 固定端受力 2 安装型式 成对使用 角接触轴承应成对使用 以抵消派生轴向力和避免轴产生轴向窜动 正安装 X型 面对面 两轴承外圈的窄边相对 d面对面跨距减少 反安装 O型 背对背 两轴承外圈的宽边相对 d背对背跨距增大 说明 轴承支点 压力中心 偏移 但为方便计算 仍取轴承宽度中点为支点 3 角接触轴承的轴向载荷Fa1 Fa2 轴向载荷 轴上外载荷Fae Fa 轴承的派生轴向力Fd分析 Fd1 Fae与Fd2比较 当Fd1 Fae Fd2 当Fd1 Fae Fd2 Fa1 Fa2 右边压紧 S2 Fd1 Fae Fd2 S2 Fd1 Fd2 S2 Fd1 Fae Fd1 Fae S1 Fd2 左边压紧 S1 Fa1 Fa2 Fd1 S1 Fd2 Fae Fd2 当Fd1 Fae Fd2 当Fd1 Fae Fd2 右边压紧 左边压紧 计算轴向载荷的方法 画安装简图 标明轴承的派生轴向力Fd方向 计算Fd1 Fd2 根据Fd1 Fae Fd2三者的关系判断压紧 放松端压紧端 除本身的派生轴向力外其余轴向力之和放松端 本身的派生轴向力 右边压紧 左边压紧 判断压紧 放松端时要注意正 反装 例 一对反装7312AC轴承 R1 5000N R2 8000N Fae 2000N 由1轴承指向2轴承 求Fa1 Fa2 解 画安装简图 Fd2与Fae同向 求Fd1 Fd2 求Fa1 Fa2 Fd2 Fae 5440 2000 7440N Fd1 3400N Fa1 Fd2 Fae 7440N Fa12 Fd2 5440N Fd1 0 68R1 0 68 5000 3400NFd2 0 68R2 0 68 8000 5440N 轴承1被压紧轴承2被放松 六 轴承寿命计算步骤 求R1 R2 例 接上题 如果n 960r min fP 1 2 求轴承寿命 求Fa1 Fa2 求P1 P2 求Lh C 解 查得7212AC轴承的C 42800N e 0 68 Fa1 R1 7440 5000 1 488 e X1 0 41 Y1 0 87P1 fP X1R1 Y1A1 1 2 0 41 5000 0 87 7440 10227 36N Fa2 R2 5440 8000 0 68 e P2 fPR2 1 2 8000 9600N X2 1 Y2 0 P1 P2 轴承危险 Fa1 7440N Fa2 5440N R1 5000N