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要想合理、正確地選擇滿足需要的軸承,,確定軸承的尺寸,,必須首先計(jì)算出軸承的當(dāng)量載荷與使用壽命。軸承的載荷,,根據(jù)載荷方向大致可分為:徑向載荷,、軸向載荷、復(fù)合型載荷,;根據(jù)載荷作用過(guò)程中的性質(zhì)不同可分為:脈沖,、恒定和交變?nèi)N形式,。軸承額定載荷分為:動(dòng)載荷和靜載荷等。下面對(duì)軸承的主要參數(shù)[20-21]作簡(jiǎn)要分析如下,。/ d5 e' C! \, s% `* }, u, Y7 s: G
2.3.1 軸承額定載荷0 C) A$ s: u2 y7 e
軸承額定載荷是軸承固定的數(shù)值,,取決于使用材料的特性,用于特殊載荷作用下選擇桿端關(guān)節(jié)軸承,,但其值在不利的工作條件下會(huì)減小,。可分為:靜態(tài)額定載荷(Co)和動(dòng)態(tài)額定載荷(C),。
) M3 X4 I* ]: ]! T" ?+ V2.3.1.1 靜態(tài)額定載荷Co(KN)6 d# B( C, ^; \
靜態(tài)額定載荷Co是桿端在其最薄弱截面上所能承受的沒有達(dá)到永久變形的最大允許靜態(tài)載荷,。手冊(cè)中列出的Co值是通過(guò)使用合適的材料,在合適的環(huán)境溫度下對(duì)大量的桿端進(jìn)行拉應(yīng)力測(cè)試的基礎(chǔ)上得出的,,使用值是測(cè)試結(jié)果的80%,,因此包含了1.25的安全系數(shù)。
% K/ W8 O+ D1 c# i9 @靜載荷Co被用于確定由于插入緊固件而產(chǎn)生軸向最大載荷,,具體的計(jì)算式為:
9 P3 @! n# A6 j) ~$ I (2.1)5 m, y: F- u4 l: X: N! `8 |! B' `9 L, M
其中: — 軸向載荷,,(單位:KN),; — 最大軸向載荷,,(單位: KN);Co — 靜態(tài)額定載荷,,(單位: KN),;a — 軸向載荷系數(shù)[25];a=0.5,,適用于GI/GA和GIO/GAO系列,;
+ ]7 k( u' W) x7 b! k7 s' ?a=0.3,適用于其他系列,。$ F8 n* y9 `2 l* y/ Y9 s9 ?. a
2.3.1.2 動(dòng)態(tài)額定載荷C(KN)
6 S @1 ^1 m& m動(dòng)態(tài)額定載荷C被用來(lái)確定動(dòng)載條件下,,桿端關(guān)節(jié)軸承的使用壽命。動(dòng)載包括擺動(dòng),、旋轉(zhuǎn)和軸向傾斜下的載荷,。' |; P/ `. u) R( F
在恒載 , 作用下,,動(dòng)態(tài)當(dāng)量載荷 :
* J% g J D3 Z9 v D$ U4 T (2.2), h0 j) Z; v; Q
其中: —?jiǎng)討B(tài)當(dāng)量載荷 (單位: KN),; —徑向載荷 (單位: KN); —軸向載荷 (單位: KN),; —軸向系數(shù),。3 i9 f- n2 C# b; b u# ]' [
軸向系數(shù)Y與載荷比率有關(guān),具體值如表2.2,。
2 [# @' a! f( A/ i% `表 2.2 軸向系數(shù)Y與載荷比率的關(guān)系
$ k% v7 d& Y0 U3 Z( p# pTable 2.2 The relationship between the axial coefficient—Y and the load ratio& b) T. N; A1 k8 Y F) x
:
5 C4 f9 x0 L+ b0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 Y* L9 h, N4 V
Y 0.8 1 1.5 2.5 3
( C. x5 @; [8 F/ f在變載的情況下,,動(dòng)態(tài)當(dāng)量載荷(單位:KN):+ @* K' N* i! j/ l5 U8 D% l
(2.3)
" T+ j$ F8 y5 ]% `0 v0 `4 e3 r% ]其中: — 動(dòng)態(tài)當(dāng)量載荷 (單位: KN),; R C% w# Q0 Q+ ~, L0 |% {$ O
; — 平均動(dòng)態(tài)載荷 (單位: KN),;" N; O' X% m# O `/ `0 X
(2.4)
: k+ V' M' ~ d I1 k$ G ,、 — 載荷(單位: KN); ,、 — 時(shí)間分量,, ;具體取值參照?qǐng)D2.1,。# Q8 f D' F/ L; v& W
1 v& s' D5 Y" D1 ~/ L& O圖2.1 載荷與時(shí)間取值關(guān)系圖
$ e7 k+ D3 L6 |9 v7 PFig.Relationship between loads and time value
& }! n' x6 P: h0 }' k7 x在軸承選擇的過(guò)程中,,除了考慮載荷外,還應(yīng)考慮承載率,、最大滑動(dòng)速度,、曲面壓力的影響等,下面討論一下這幾個(gè)問(wèn)題:
- z* c4 t4 i9 _4 {2 o& L# z2.3.2 承載率(C/F)
) @6 y; G% A0 }) P$ y- j- I1 L/ b1 P4 [ (2.5)
0 x0 d8 P5 I% a: w其中: — 接觸面承載率,; — 最小承載率,。
0 X" M0 y7 w& ?不同耐磨表面的承載率最小值如表2.3。
$ a; o X `2 w; g表2.3 不同耐磨表面的承載率最小值
9 ^1 |: @( `3 K! O* Z; W1 p8 _4 c, @Table 2.3 The minimum value of load bearing rate with different wear-resisting superficial
8 L! ^5 U; B& u r% Q, N6 H! k9 q4 I0 q) ^( E
+ |- l {" X2 ~3 d: a9 g! E5 [9 d: K
鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 鋼/尼龍 鋼/纖維; X# l9 t b* e
2 2 2 1.5 1.75
1 |3 }* F+ X0 v) P/ [$ P' A知道了最小承載率,,通過(guò)下面的公式可以求所需要的動(dòng)載荷C:$ y% x: D& C1 w
(2.6)- q* S o- W: a; s. J
其中: — 動(dòng)態(tài)額定載荷 (單位: KN),; — 最小承載率; — 接觸面承受的載荷(單位: KN),。1 h9 `' K0 F& S9 q9 T1 Z+ C
當(dāng)桿端被一個(gè)鎖緊螺母或兩個(gè)鎖緊螺母安裝時(shí),,應(yīng)考慮到作用在連桿和外螺母上的附加應(yīng)力,那么載荷應(yīng)按下式計(jì)算:7 w! R) z6 |& n3 k& i! n: q/ `" G5 a
(2.7)
0 L- m* v* E& E$ w (2.8)6 o9 @) D# ]. S$ H$ \; L4 m
其中: — 最大徑向載荷 (單位: KN) — 最大軸向載荷(單位: KN),;a — 軸向載荷系數(shù)[25],; —載荷系數(shù) (如圖2.2) [25]。 —溫度系數(shù),,如表2.4,。& W1 t% O- f; U& g. i
$ @, a9 G; y& i- Z圖2.2 載荷系數(shù) + C, l. R9 D5 E4 D) s! }& E
Fig.2.2 Load coefficent' M8 O6 E& {7 q) ^
/ T2 B+ r0 o l8 Q: ^: U: m9 I: ]' K
表 2.4 溫度系數(shù)8 `0 J6 S7 O% R) n$ j. `
Table 2.4 Temprature coefficent
5 @; C. j, x! O! J0 I: Q溫度 80° 100° 150° 200° 250°; b: I3 J* n7 ?4 O8 S( a
加脂 1 1 1 0.8 0.5
- {8 G( g* g4 q' D自潤(rùn)滑 1 1 0.8 0.5 0.3
! m6 i) q! K% y9 b6 `; k
) m/ e7 e m+ w4 E" r# ]6 W3 P7 v. b
' }+ F0 k+ g( e) I: K
如果沒有給出軸承尺寸,所需要的額定靜載荷可以通過(guò)下列的式子計(jì)算:9 k6 b0 O& g+ r3 i$ g2 Q8 {9 m# L1 x
(2.9)
5 M- y' w% A; {( x# p其中: — 額定靜載荷 (單位: KN),; — 接觸面承受的載荷 (單位: KN),。
. Y. Y4 ~2 b6 r2 ~; b6 n/ O接觸面上的載荷可以通過(guò)下式計(jì)算:
( r0 ]8 w$ Q7 d8 z' r7 _7 ?# H1 |9 [ (2.10)/ _- g$ V3 h+ P5 [' U! y# g; x
其中: —接觸面載荷 (單位:KN); — 接觸面最大載荷 (單位: KN),, 從表2.5中查得,; — 接觸面承載率。
" k% w0 d- F; F# w9 g. M2 s
! d$ R. A7 h1 d& t表 2.5 不同材料的 值% s. J2 i/ c; v
Table 2.5 The value with differrent material 2 W9 S$ \+ W2 U8 y% k! |+ j: |8 {: D. l
(N/mm2) 鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 鋼/纖維織物 鋼/尼龍織物
9 J, l0 K$ F% Y ]5 q- B# i. @ 50 50 50 150 50
9 j# o2 I( ]+ ?' U2.3.3 滑動(dòng)速度
& w0 T" E" ?/ F! O9 u4 ]* d& u滑動(dòng)速度 按下式計(jì)算,,
1 u1 H: d" r4 `4 o b2 H3 d (2.11)
1 ~* q. w4 R- x' U3 U+ j其中: — 接觸面滑動(dòng)速度(單位:m/s ),; —球直徑(單位:mm ); —頻率(單位:1/s ); —擺角,。- Z7 q; T* U) C) q1 R
在軸承擺角 達(dá)到180˚時(shí),,滑動(dòng)速度必須小于表2.6中所給出的允許值。
2 _ Y! Z- n1 ?1 J表 2.6 滑動(dòng)速度最大值
$ M7 Z" m* O) V& R$ o; YTable 2.6 the maximum value of sliding valocity # B' l$ g3 v# g( M) C1 }- S1 \
(m/s)
9 D! W$ P3 ]" N( i O# |/ c0 f; n8 W擺動(dòng) 旋轉(zhuǎn)
/ E8 k7 O. x( z5 J; ]* N鋼/鋼 0.15 0.10
5 I3 T% a8 g- Y鋼/黃銅(青銅) 0.25 1.00% S5 D, n- F; r7 A, p% L& d- T
自潤(rùn)滑 0.25 0.35
, c! A' K6 t7 t0 L0 y! K5 T軸承特性 ,,可按下式計(jì)算:# m' f$ e9 X' m' y& U. K
(2.12)
/ L$ s X; V5 g2 C2 H其中滑動(dòng)速度 參照(2.11)式,,表面壓力 參照(2.10)式。
9 a4 D9 t: {. w8 ~2 G W/ b0 D在選擇軸承時(shí),,依據(jù)下式: ,, 參照表2.7。
; L. D2 ?7 A, N1 Q. ^# E; q# ~% E9 V
9 Z; Z( C/ t2 x) k1 s
" S1 Y, o ?7 Y& ^/ z% \ K/ W; k4 N$ m( }5 ~0 x/ b
表2.7 值表
9 |' V. T! E& D7 @9 V: YTable 2.7 the value of
( U% C6 i# U( \! U2 v7 F/ O % H- C( a9 [3 D4 a9 c2 V1 R& r }
鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 自潤(rùn)滑
1 ]( Y) e2 T8 B, H+ |7 v 0.5 0.5 0.5 1.3
! x5 ~* Y: I1 Z. l# [: z6 x' f2.3.4 軸承壽命計(jì)算3 ^% M2 Q* _( {) K8 A% R+ J
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