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如何通过静承载能力选择轴承

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轴承选择是电机设计者必修的功课,轴承选择得当,会有效保证电机性能,否则只能在不断的失败中成长。知名的轴承厂家会在轴承的推介方面下功夫,帮助轴承使用者量体定制***适合的轴承。Ms.参阅读了不同厂家的轴承样本,各家的介绍各有千秋,现将通过静载荷能力选择轴承的内容信息进行了基本归结,并与大家做一个分享和交流。

 

什么情况下通过额定负荷选择轴承

在有些情况下,应通过额定静负荷(为方便描述,定义代号为C0)来选择轴承的尺寸,而不是计算轴承寿命。

● 在连续或间断冲击负荷的作用下,轴承是静止的。

● 在负荷作用下,轴承只作缓慢的往复摆动或调节性的运动。

● 在负荷作用下,轴承的转速很低(每分钟平不足10转)和只需要很短的寿命。特别要说明,在这情况下,对于给定的当量负荷P,根据寿命公式会得出很低的所需基本额定动负荷C,因此所选的轴承在实际工作中可能会严重过载。

●除了需要承受正常的工作负荷外,还要承受很重的冲击负荷,轴承是转动的。

 

以上各种情况下,轴承能承受的负荷并不是取决于材料的疲劳,而是根据负荷对滚道造成的永久变形的程度而定。

作用在静止或缓慢往复摆动的轴承上的负荷,以及作用在转动轴承上的冲击负荷,可能会导致滚动体的部分位置被压平,并在滚道上形成压痕。压痕可能会不规则地分布在滚道上,也可能以相应于滚动体之间的距离均匀地分布。如果负荷作用在轴承上,轴承转动到一定的圈数后,变形会均匀地分布在整个滚道上,并使轴承永久变形的变形,这样就可能会导致轴承出现振动、噪声等不良后果,也有可能会导致轴承的游隙增加,或者影响到与轴或轴承室的配合。

 

特殊要求轴承对静承载能力的需求

本文上节谈及到轴承的变化,对轴承性能的损害程度取决于对轴承在特定应用中的要求。如果电机对下列条件有一定的要求,那么在选择轴承时,必须保证轴承有足够高的静承载能力,以确保其不会发生永久变形或只有很轻微的变形,防止电机性能不符合要求。

●电机较高的可靠性要求。

●低噪声要求(特定环境下客户对电机的噪声限值要求)。

●低振动要求(如精度特别高的机床设备、电机等)。

●轴承摩擦力矩恒定要求(如测量仪器和测试设备上使用的轴承)。

●在负荷作用下低起动摩擦要求(如较为常见的起重设备)。

 

轴承的当量静负荷

静负荷必须根据其相应的径向和轴向负荷,计算出当量静负荷。当量静负荷是指作用轴承上(径向作用于径向轴承上,或轴向作用于推力轴承上),会造成与实际负荷有相同作用的***大滚动体负荷。当量静负荷P0与可按式(1)计算。

P0=X0Fr+Y0Fa………………(1)

式(1)中

P0——当量静负荷,kN;

Fr——实际径向负荷,kN

F0——实际轴向负荷,kN

X0——径向负荷系数

Y0——轴向负荷系数

在计算P0时,应取用可能会发生的***大负荷,把其相应的径向和轴向负荷代入式(1)。如果静负荷以不同方向作用在轴承上,其相应径向和轴向负荷的大小会改变。在这些情况下,应使用可能产生的***大当量静负荷P0的相应径向和轴向负荷。

 

所需基本额定静负荷

根据静承载能力确定轴承的尺寸时,需要一个给定的安全系数S0,其表示基本额定静负荷C0与当量静负荷P0之间的比;以计算所需的基本额定静负荷。所需基本额定静负荷C0可按式(2)计算。

C0=S0P0………………(2)

式(2)中:

C0——基本额定静负荷,kN

P0——当量静负荷,kN

S0——静负荷安全系数

在高温工作下,静承载能力会下降。下表给出静负荷安全系数S0的经验参考值,适用于不同应用中,要求稳定运行的球轴承和滚子轴承。在不清楚冲击负荷大小的情况下,S0不应当小于下表给出的参考值;如果能确定冲击负荷的大小,可以用较小的S0值。

 

静负荷安全系数S0的参考值

 

检查静负荷承载能力

对于承受动态负荷的轴承,在已知当量静负荷P0的情况下,建议用以式(3)来检查静承载能力是否足够。如果得出的S0值低于建议的参考值,应选用一个有较高基本额定静负荷的轴承。

S0=C0/P0………………(2)

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