|
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:動載荷和靜載荷等,。下面對軸承的主要參數(shù)[20-21]作簡要分析如下。- ~' b, O3 @' ~, [7 v
2.3.1 軸承額定載荷
: O0 b: B- ^0 n0 E9 Q2 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減小�,?煞譃椋红o態(tài)額定載荷(Co)和動態(tài)額定載荷(C),。) s) p9 `: S% X2 {# L- k3 n7 |2 x$ I
2.3.1.1 靜態(tài)額定載荷Co(KN)/ u9 X6 ]$ |5 g, D: z
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。手冊中列出的Co值是通過使用合適的材料,,在合適的環(huán)境溫度下對大量的桿端進(jìn)行拉應(yīng)力測試的基礎(chǔ)上得出的,,使用值是測試結(jié)果的80%,因此包含了1.25的安全系數(shù),。
6 ]6 S2 s4 e5 t. A( U$ b; \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,,具體的計算式為:
; E% M) G% Y! m" W4 \4 x" P6 B (2.1)
/ q8 C: J" @2 S3 _! a5 V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,;
1 z' K# Y" K0 n# h; n# da=0.3,適用于其他系列,。0 `4 F4 J& `0 C1 ^' B, c" y; j6 {
2.3.1.2 動態(tài)額定載荷C(KN)0 `5 t9 p7 @$ [8 } l
動態(tài)額定載荷C被用來確定動載條件下,,桿端關(guān)節(jié)軸承的使用壽命。動載包括擺動,、旋轉(zhuǎn)和軸向傾斜下的載荷,。( r' D. y* P- s3 F) [0 ~
在恒載 , 作用下,,動態(tài)當(dāng)量載荷 :
; e5 S- j1 t3 T1 g! D! ~7 d (2.2)" k6 g' P) V* k9 `+ h! ]( X2 \5 U
其中: —動態(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),。
( y! O" W+ X$ s* ~( @) A& ?軸向系數(shù)Y與載荷比率有關(guān),具體值如表2.2,。- t5 M7 q. d: x7 e1 T# q
表 2.2 軸向系數(shù)Y與載荷比率的關(guān)系* ~. p. m& ~$ y* \" B+ t/ `$ s+ x. e; u
Table 2.2 The relationship between the axial coefficient—Y and the load ratio
. ?/ W9 }+ g/ ]* o) A/ O : / Z% A2 _" s* G8 P$ Y7 l
0.1 0.2 0.3 0.4 0.53 U+ w0 j: j& ?: g" R! G
Y 0.8 1 1.5 2.5 38 X1 _; g$ q. M( Y) t4 c* L
在變載的情況下,,動態(tài)當(dāng)量載荷(單位:KN):: W9 k. u& J; H
(2.3)# U1 d! S6 _# R/ v! ^+ r9 L& V9 R
其中: — 動態(tài)當(dāng)量載荷 (單位: KN);- ]- {9 _6 K1 e' _6 J% g
,; — 平均動態(tài)載荷 (單位: KN),;
& y7 n P3 z8 c8 T (2.4)
0 N8 O( m Y8 Y% @: n 、 — 載荷(單位: KN); ,、 — 時間分量,, ;具體取值參照圖2.1,。# ?* h/ w- h4 V; Y- f; ~& m7 n
j9 A7 {( g$ N& Q
圖2.1 載荷與時間取值關(guān)系圖
- P0 Y2 l- Y8 f( r) Z1 ^7 ZFig.Relationship between loads and time value: X" K: o' g' r0 ]( Y* f
在軸承選擇的過程中,,除了考慮載荷外,還應(yīng)考慮承載率,、最大滑動速度,、曲面壓力的影響等,下面討論一下這幾個問題:
2 H/ q) H9 M+ X/ m) q& V2.3.2 承載率(C/F)
0 V1 }! d- y6 ~0 Y+ _) g (2.5)
" X6 v0 W3 I' W+ `9 f6 w! X' R其中: — 接觸面承載率,; — 最小承載率,。
4 v0 M$ i6 Z M5 E, C V! n不同耐磨表面的承載率最小值如表2.3。
2 T! f. U2 f% x) }* a/ V表2.3 不同耐磨表面的承載率最小值' B7 g: H/ F, K8 D0 G
Table 2.3 The minimum value of load bearing rate with different wear-resisting superficial ' M; Y) P0 F1 K3 N
- X( w, f6 r- b! s8 y5 m
- ]# U% R. A' N" I: L: m+ b% ]: q8 q9 a
鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 鋼/尼龍 鋼/纖維
5 i# P4 O; C& h1 o5 m+ K0 | 2 2 2 1.5 1.75# O1 W8 _9 u) N" Q( [ r7 i
知道了最小承載率,,通過下面的公式可以求所需要的動載荷C:; i# w0 F( d3 I% ^
(2.6)
. Y. k# f6 @% C+ B \其中: — 動態(tài)額定載荷 (單位: KN),; — 最小承載率; — 接觸面承受的載荷(單位: KN),。
, p5 R L B+ ~; u" ?; ?2 E當(dāng)桿端被一個鎖緊螺母或兩個鎖緊螺母安裝時,,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)按下式計算:% w. V& N3 h+ i) [
(2.7)* V& T8 @# |2 W" g' e
(2.8)8 s a2 X% f% V' M6 z4 S
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,。
2 F8 Q/ ~ [! ~0 a9 }5 J# ? ) ~& z$ K: J7 Z1 l" \
圖2.2 載荷系數(shù)
/ w3 ]+ W$ C/ mFig.2.2 Load coefficent
. N: h3 V2 k9 t1 B! ?& n( Q- Q
0 t" K s3 \" a2 A/ m5 M: f表 2.4 溫度系數(shù)
$ s; R5 m0 @' P4 o$ B+ STable 2.4 Temprature coefficent , ?0 F* l6 S" u9 P% C" m
溫度 80° 100° 150° 200° 250°, A. Y L( j' s
加脂 1 1 1 0.8 0.5% {0 {7 ^ F( X: T0 s5 K
自潤滑 1 1 0.8 0.5 0.3
5 f, y$ ^/ o' E! F- w+ j6 X/ l$ q, J1 E& }+ D; }
: x% V: \$ n1 `8 O
" y' ?0 |7 U& p, }如果沒有給出軸承尺寸,所需要的額定靜載荷可以通過下列的式子計算:
5 F ?7 s3 Q& l- e4 j/ |$ a (2.9)
0 v; H7 j4 Z. O4 Y- |6 a- N其中: — 額定靜載荷 (單位: KN),; — 接觸面承受的載荷 (單位: KN),。
* e1 \- O2 j0 v, x- ~接觸面上的載荷可以通過下式計算:8 q2 A( T5 }1 r4 |
(2.10)( D7 U8 G9 m# o8 B2 @5 t
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,。' [8 \- l1 s" ]6 R: X& v N9 Z1 G: d
Z* P5 f- P0 v, ?) ]0 U: i表 2.5 不同材料的 值
/ [$ L" t, e1 p& w& GTable 2.5 The value with differrent material
$ m' Y) P& t8 ^. X. ~3 c (N/mm2) 鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 鋼/纖維織物 鋼/尼龍織物
: G7 b/ e! n( E( I5 F; a& M 50 50 50 150 50
% X4 v: b l f# q. L9 R2.3.3 滑動速度
5 L' j3 {8 F" r滑動速度 按下式計算,,2 p. D6 y& n, \1 S
(2.11)
; z/ R8 W# r: ]" ~/ z其中: — 接觸面滑動速度(單位:m/s ); —球直徑(單位:mm ),; —頻率(單位:1/s ),; —擺角。4 y: ]$ s n1 [$ O) ]
在軸承擺角 達(dá)到180˚時,,滑動速度必須小于表2.6中所給出的允許值,。
z" M6 g4 E9 R- n$ B8 `) Q表 2.6 滑動速度最大值6 ^6 D! x$ {. D6 H* N, n+ ]! z
Table 2.6 the maximum value of sliding valocity 8 |9 r" ]! ]3 ^/ |2 c/ X0 |+ K2 k6 o
(m/s)! I' ~) ?/ m3 x9 x3 ~5 M2 l! d, @) {
擺動 旋轉(zhuǎn)7 B% _7 n& i2 c! i' \- R
鋼/鋼 0.15 0.10
- Z7 ~! g2 s$ a% H鋼/黃銅(青銅) 0.25 1.00, m' E& b; x( H4 A' p
自潤滑 0.25 0.355 g4 H' r) @% d
軸承特性 ,可按下式計算:+ ?( j& ~; p, G; E& u4 ^" @
(2.12), B7 r+ L8 [4 Z# l2 M$ }' `) A
其中滑動速度 參照(2.11)式,,表面壓力 參照(2.10)式,。
/ `! p4 j( I7 B" f8 [. \* R9 J在選擇軸承時,,依據(jù)下式: , 參照表2.7,。) H; h" I6 f$ _
, S6 i5 V2 F% U& i
) D$ j4 b R- ^" l) U: \1 ]$ T' d
+ B# s& R6 \: v; y% G
表2.7 值表
0 q2 [* f& V" z3 n" k5 x1 P7 GTable 2.7 the value of
& b$ F. X7 [. `1 |$ _ ~% [, u# Z/ ]2 T0 N ]6 w8 \1 ~
鋼/黃銅 鋼/青銅 鋼/鋼 自潤滑# F( T, ]/ c5 ~ f6 P- Z
0.5 0.5 0.5 1.3
, c y6 Z% Q1 C. k% ~% D! k2.3.4 軸承壽命計算+ x* t2 |) b$ a# H
|
|