滚动轴承的工作情况分析及计算20.4.1滚动轴承的主要失效形式 l.疲劳点蚀 疲劳点蚀使轴承产生振动和噪声,旋转精度下降,影响机器的正常工作,是一般滚动轴承的主要失效形式。 2.塑性变形 当轴承转速很低(n≤10r/min)或间歇摆动时,一般不会发生疲劳点蚀,此时轴承往往因受过大的静载荷或冲击载荷而产生塑性变形,使轴承失效。 磨损、润滑不良、杂质和灰尘的侵入都会引起磨损,使轴承丧失旋转精度而失效。 20.4.2滚动轴承的设计准则 1.对于一般运转的轴承,为防止疲劳点蚀发生,以疲劳强度计算为依据,称为轴承的寿命计算; 2.对于不回转、转速很低(n≤10r/min)或间歇摆动的轴承,为防止塑性变形,以静强度计算为依据,称为轴承的静强度计算。 20.4.3轴承的寿命计算 (一)寿命计算中的基本概念 1.寿命 滚动轴承的寿命是指轴承中任何一个滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前轴承转过的总圈数,或在一定转速下总的工作小时数。 2.基本额定寿命 一批类型、尺寸相同的轴承,材料、加工精度、热处理与装配质量不可能完全相同。即使在同样条件下工作,各个轴承的寿命也是不同的。在国标中规定以基本额定寿命作为计算依据。基本领定寿命是指一批相同的轴承,在同样工作条件下,其中10%的轴承产生疲劳点蚀时转过的总圈数,或在一定转速下总的工作小时数。 3.额定动载荷 基本额定寿命为106转时轴承所能承受的载荷,称为额定动载荷,以“C”表示,轴承在额定动载荷作用下,不发生疲劳点蚀的可靠度是90%。各种类型和不同尺寸轴承的C值可查设计手册。 4.额定静载荷 轴承工作时,受载最大的滚动体与内、外圈滚道接触处的接触应力达到一定值(向心和推力球轴承为4200 MPa,滚子轴承为4000 MPa)时的静载荷,称为额定静载荷,用“C。”表示,其值可查设计手册。 5.当量载荷 额定动、静载荷是向心轴承只承受径向载荷、推力轴承只承受轴向载荷的条件下,根据试验确定的。实际上,轴承承受的载荷往往与上述条件不同,因此,必须将实际载荷等效为一假想载荷,这个假想载荷称为当量动、静载荷,以“P”表示。 (二)寿命计算 在实际应用中,额定寿命常用给定转速下运转的小时数Lh表示。考虑到机器振动和冲击的影响,引入载荷因数fP(表20-4);考虑到工作温度的影响,引入了温度因数fT(表20-5)。实用的寿命计算公式为 若当量动载荷P与转速n均已知,预期寿命Lh′已选定,则可根据式(20-2)选择轴承型号。 式中,Cc为计算额定动载荷(kN);C为额定动载荷(kN),可查设计手册;ε为寿命指数,球轴承ε=3,滚子轴承ε=10/3。 表20-4 载荷因数fP
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