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轴承的额定动载荷及额定寿命-轴承寿命计算
轴承的额定动载荷及额定寿命
&&& GB/T,2-1:
Cr& :& &&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&N
Ca& :& &&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&N
&&& bm& :& (),2-2
& Lwe& :& &&& &&&&&&&&&&&&&&mm
&&&&&&&&& ,,
&&&&&&&&&&& ,
Dw& :& &&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&mm
&& Dwe& :& &&& &&&&&&&&&&&&&mm
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&
&&& GB/Tbm2-2
&宁波三泰轴承有限公司 5
&&& &,,,,,,
&&&& 120(100),()
&&&& 120,,,:
&&& CT = gT c &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-1)
CT& :& && &&&&&&&&&&&&&&&N
&&&&&& gT&& :&
&&&&&& C& :& &&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&N&&&&&&&&&
&&&&&& gT 2-3
&宁波三泰轴承有限公司 5
&&&&& HRc6165,,----& 2-4
&&& ,HRc58,
&&& CH = gH C&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-2)
&&& gH = (HRC/58)3.6&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-3)
CH& :& && &&&&&&&&&&&&&&&N
&& &&&&&&gH& :&
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&& &19981037-40,(),19915,2-5
&&& 2-519951993SKF1988FAG()&FAG
&&& 2-5,,61%72.5%,19.25%34.23%,251,,,,(),
2.5轴承的当量动载荷
是一种大小和方向都恒定的等效径向载荷，在此负荷作用下的轴承寿命与实际负载作用下的轴承寿命相等；轴向当量动载荷Pa是一种恒定的等效中心轴向载荷，在此载荷作用下的轴承寿命与在实际载荷作用下的轴 承寿命相等。
&&&&&&&&&&&&&&& ）
&:& 轴承的径向当量动载荷&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& N
密切相关，公式（2.5-1）可改为：
&&&&&&&&&&
&&&&&&&与轴承类型有关的常数。对向心球轴承 ；对向心推力球轴承， ；对向心滚子轴承
&&&&&&&和接触角 有关的参数
、Y系数值列于表2-6。表中之Cor为额定静载荷，i.z.Dw等同表2-1。
向心滚子轴承的X和Y系数
，其受轴向载荷的能力随轴承设计和加工情况的不同而有很大的变化。所以，当 的向心滚子轴承用来承受轴向载荷时，其当量动载荷和寿命的估算问题，应向制造厂查询并听取制造厂的意见。
&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&）
&&&&& 轴承的轴向当量动载荷&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& N
）公式适用于 的推力向心球轴承，推力调心滚子轴承及推力园锥滚子轴承，这些轴承在承受以轴向载荷为主，径向载荷为辅的联合作用时，即用公式计算。
的推力球轴承，推力园柱滚子轴承，推力滚针轴承，只能承受纯轴向载荷。此时，轴向当量动载荷的公式简化为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ）
、Y及 值列于表2-8及表2-9
推力球轴承的X和Y系数
的值仅供&在45&和50&之间时的内插计算使用。
推力滚子轴承的X和Y系数
的概念，在平均当量动载荷下，轴承的寿命与实际变动载荷和转速条件下轴承的寿命相同。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-5)
因为L未知,只有代入轴承寿命公式求解。但在大多数情况下,变动载荷是周期性的。设其周期为N。则平均当量动载荷为:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-6)
当量动载荷作用下相应转速为 ,运转时间对应为 则其平均当量动载荷为:
&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&(2.5-7)
(2.5-7)中,X、Y、 、 、 等同前
&N :& &&&&&&&&&&&&106转
P1& :& 及运转时间 下的载荷&&&&&&&&&&&& N
.&&&&&&&& .&&&&&&&&& .
.&&&&&&& .&&&&&&&&& .
&:& 及运转时间tn下的载荷&&&& &&&&&&&&N
轴承依次在 &载荷作用下,相应运转N1,N2&周期为 百万转,且 ,则其平均当量动载荷为:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-8)
其平均转速 为:
&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.5-9)
和 间近似地变化,如图2.5-1所示,其平均当量动载荷可按下式近似计算
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-10)
所示,在0和 之间成正弦曲线变化时,其平均当量动载荷按下式近似计算
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-11)
所示,在0和 之间成正弦曲线的上半部分变化时,其平均当量动载荷可按下式近似计算
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-12)
轴承实际所承受的载荷比计算值大。为此,可根据机械的工作情况采用载荷系数 进行修正。修正后轴承的当量动载荷为:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.5-13)
载荷系数 之值可按表2-10选取
载荷系数fS值
2.6.1& &&&&&&&&&&&&
,,宁波三泰轴承有限公司 5
&&& ,,,,:,,;,,;,,,,,,,,,;(),
&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-1)
L10* :&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 106&&&&&&&&&&&
&&&& C& :& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& N
&&&& P& :& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& N
& && :& = 3=
*L10 10%90%
&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-2)
& &:& & &&&&&&&
& &&&&& &&:& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&
&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-3)
& &:& &&&&&&&
D& :& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& & &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-4)
&:&& &&& 106
&&&& &摆幅&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 度
2.6.6 &&& 500fnfn
&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-5)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.6-6)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2.6-7)
n ,2-112-12fhfn
&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2.7-1)
&Lnan100-n%
&&&&&&& 90%a1=190%a12-14
&&&&&& &a2
70-80a2a2a2
2/S、对滚子轴承小于20mm2/S,或当工作转速的n.DPW＜10000（n为每分钟转速，DPW为轴承滚动体的中心园直径）时，应取a3＜1
2-12.6-12.7-1Pa1,a2,a3a1,a2,a3PC
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2.7-2
&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2.7-3
2.7-2 &= CT
&&&&&&&&&&&&&&& ,& = CH
中的公式对额定动负荷进行修正：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （2.7-4）
&&&&&&&&&&&&&&& 2.7-5
&& LWE:&& LWE
2.7-32-152-162-17
&& 2-152-17
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电话：5 07009
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浙ICP备号 版权所有 宁波三泰轴承有限公司轴承寿命的计算步骤_轴承_中国百科网
轴承寿命的计算步骤
    通常，滚动轴承寿命计算步骤是：&&&
&&&&& 1．根据主机的技术参数和支承部位结构，初选轴承的类型和尺寸，计算作用于轴承上的负荷；&&&
&&&&& 2．计算当量动负荷；&&&
&&&&& 3．根据轴承额定寿命公式计算轴承的寿命；&&&
&&&&& 4．验算额定静负荷和极限转速。&&&
&&&&& 滚动轴承额定寿命系指一批轴承中90%的轴承在疲劳剥落前能达到或超过的运转数（以106转计）或在一定转速下的工作小时数。&&&
&&&&& 对于球轴承的基本额定寿命：&&&
&&&&& L10=(Cr/Pr)3&&& （百万转）&&&
&&&&& 在实际计算中，一般用工作小时数表示轴承的寿命(小时)，为：&&&
&&&&& Lh=(Cr/Pr)3/(60n)*106（小时）&&&
&&&&& 其中Cr：为径向基本额定动负荷（KN），指一套滚动轴承假想能承受的恒定径向载荷，在这一载荷作用下的基本额定寿命为一百万转。&&&
&&&&& Pr：为径向当量动负荷（KN），指轴承实际所受的各种外加负荷的径向当量变负荷。&&&
&&&&& 对于滚子轴承的基本额定寿命：&&&
&&&&& L10=(Cr/Pr)10/3&&& （百万转）&&&
&&&&& 用工作小时数表示轴承的寿命(小时)：为：&&&
&&&&& Lh=(Cr/Pr)10/3/(60n)*106（小时）&&&
&&&&& 额定寿命计算方法是根据普通轴承钢和一般工作条件确定的，寿命可靠性为90%。考虑到材料和使用条件的影响以及高可靠性的要求，国际标准化组织对额定寿命公式进行了修正，加入了可靠性系数、材料系数和使用条件系数。&&&
&&&&& 目前，国外先进的球轴承实际使用寿命已是计算寿命的十倍以上，可靠性95%以上，我厂生产的球轴承的使用寿命水平能达到国内的先进水平。
三泰轴承公司可长期供货:5 20519 传真:1
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收录时间:日 13:38:00 来源:轴承供应商网 作者:匿名
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一、的寿命
轴承在承受负荷旋转时，由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用，即使使用条件正常，也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤（称做剥离或剥落）。
出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“（疲劳）寿命”。
即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承，在同样条件下旋转时，轴承的（疲劳）寿命仍会出现较大的差异。
这是因为材料疲劳本身即具有离散性，应从统计的角度来考虑。
于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时，其中90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额定寿命”（即可靠性为90%的寿命)。
在以固定的转速旋转时，也可用总旋转时间表示。
但在实际工作时，还会出现滚动疲劳损伤以外的损伤现象。
这些损伤可以通过做好轴承的选择、安装和润滑等加以避免。
二、轴承寿命的计算
１、基本额定动负荷
基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力（即负荷能力），是指大小和方向一定的纯径向负荷（对于向心轴承）或中心轴向负荷（对于推力轴承），在内圈旋转外圈固定（或内圈固定外圈旋转）的条件下，该负荷下的基本额定寿命可达100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷，用Cr与Ca表示，其数值录入轴承尺寸表。
２、基本额定寿命
式１表示轴承的基本额定动负荷，当量动负荷及基本额定寿命之间的关系。轴承以固定的转速时，用时间表示寿命更为方便，如式２所示。
另外，对于铁路车辆或汽车等用行车距离(km)表示寿命较多，如式３所示。
　　　　　　　
因此，作为轴承的使用条件，设当量动负荷为P，转速为n，则满足设计寿命所需要的轴承基本额定动负荷c可由式４计算。从轴承表选出满足c值的轴承，即可确定轴承的尺寸。机械要求的轴承必需寿命请参考表４。３、根据温度进行的基本额定动负荷的修正与轴承的尺寸稳定处理
轴承在高温下使用时，材料组织会发生变化、硬度降低，基本额定动负荷将比常温下使用时减小。材料组织一旦发生变化，即使温度恢复到常温也不会复原。
因此，在高温下使用时，必须将轴承尺寸表的基本额定动负荷乘以表１的温度系数进行修正。表１温度系数
轴承长时间在120摄氏度以上的工作温度下使用时，由于经一般热处理的轴承尺寸变化大，必须进行尺寸稳定处理。
尺寸稳定处理与使用温度范围如表２所示。但经尺寸稳定处理的轴承硬度降低，有时基本额定动负荷会减小。表２　尺寸稳定处理
４、修正额定寿命
式１表示的是可靠性90%的基本额定寿命（L10)，根据用途的不同，有时也需要可靠性高于90%的高可靠性寿命。
此外，采用特殊材料有时可以使轴承寿命延长，甚至润滑等使用条件的不同也会影响轴承寿命。考虑了以上因素对基本额定寿命进行修正后的寿命称做修正额定寿命，可由式８计算：
　　　　　　　　　Lna=a1a2z3L10..........式8
这里，　　　a1:可靠性系数......参照(1)项
　　　a2:可靠性系数......参照(2)项
　　　a3:可靠性系数......参照(3)项
［备注］按照可靠性高于90%的Lna选择轴承尺寸时，应特别注意轴与外壳的强度。
（１）可靠性系数a1
计算可靠性不低于90%（即失效率不大于10%)的修正额定寿命时，按表３选择系数a1表３可靠性系数a1
（２）材料系数a２
根据轴承材料（钢种、质量）、制造工艺和设计的不同与寿命有关的轴承特性有可能发生变化，这时用系数a２修正。
采用高质量的真空脱气轴承钢或钢中夹杂物特别少时，a２>1。对于常规轴承材料，a２=1。
（３）使用条件系数a３
轴承在直接影响寿命的条件下（尤其是润滑条件）下使用时，用系数a３进行修正。
润滑条件正常时，可取a3=1,润滑条件特别良好时，可取a３>1。但在以下条件下，取a３<1。
a、运转时润滑剂运动粘度降低时
　　球轴承－小于13平方毫米/s{13cSt}
　　滚子轴承－小于20平方毫米/s{20cSt}
b、转速特别低时
　　滚动体节圆直径与转速的乘积小于10000
c、润滑剂中混入杂质时
d、内圈与外圈的相对倾斜大时
［注］轴承在高温下使用硬度降低时，必须对基本额定动负荷进行修正（参照表１）
５、机械所必需的轴承寿命
选择轴承应合理地提出寿命要求，寿命要求过高，则轴承尺寸过大，机械笨重，不经济。寿命要求过低，则在使用中需要常更换，一般可根据机械的大修期确定轴承的使用寿命。各种机械所必需的轴承使用寿命推荐值见表４。表４轴承必需寿命（参考）
三、当量动负荷
轴承大多承受径向负荷与轴向负荷的合成负荷，并且负荷条件多种多样，如大小发生变化等。
因此，不可能将轴承的实际负荷直接与基本额定动负荷比较。
这时，则将实际负荷换算成通过轴承中心，且大小和方向一定的假想负荷来进行分析比较，轴承在假想负荷下具有与实际负荷和转速下相同的寿命。
这样换算的假想负荷称做当量动负荷，用Ｐ表示。
１、当量动负荷的计算
承受大小和方向一定的合成负荷的向心轴承与推力轴承（a不等于90度)的当量动负荷可由下式计算：
P=XFr+YFa........(9)
这里，
　　Ｐ：当量动负荷，N{kgf}　对于向心轴承，表示为Pr:径向当量动负荷；对于推力轴承，表示为Pa:轴向当量动负荷
　　Fr:径向负荷，N{kgf}
　　Fa:轴向负荷，N{kgf}
　　X:径向负荷系数
　　Y:轴向负荷系数（负荷系数Ｘ与Ｙ载于轴承尺寸表）
对于单列向心轴承，当Fa/Fr<=e时，取X=1、Y=0，因此，这时当量动负荷为Pr=Fr。
１）对于单列向心轴承，当Fa/Fr<=e时，取X=1、Y=0，因此，这时当量动负荷为Pr=Fr.[e表示Fa/Fr的界限值，载于轴承尺寸表。]对于单列角接触球轴承及圆锥滚子轴承，如图１所示。由于承受径向负荷时会产生轴向分力(Fac)，因此，轴向分力可由下式计算：
　　　　　　　　
　　　　　　　　　 Fac=Fr/2Y......（10）
２）接触角为９０度的推力球轴承只承受轴向负荷，因此当量动负荷Pa=Fa
３）推力调心滚子轴承的当量动负荷由下式计算：
　　　　　　　　Pa=Fa+1.2Fr.........式11　　　　　这里Fr/Fa<=0.55
２、负荷变化时的平均当量动负荷
轴承承受大小或方向变化的负荷时，需要计算使轴承具有与实际变化条件下相同寿命的平均当量动负荷。
各种变化条件下的平均当量动负荷Pm的计算方法如图所示。
四、基本额定静负荷与当量静负荷
１、基本额定静负荷
轴承承受太大的静负荷或在极低转速下承受冲击负荷时，滚动体与滚道的接触面会产生局部永久变形。其变形电随负荷增大而增大，超过一定限度的话，将会影响正常的旋转。
基本额定静负荷是指使承受最大负荷的滚动体与滚道的接触面中央产生按以下计算接触应力的静负荷。
a、调心球轴承......4600MPa{469kgf/mm2}
b、其他球轴承......4200MPa{429kgf/mm2}
c、滚子轴承......4000MPa{408kgf/mm2}
在这些接触应力下产生的滚动体与滚道的永久变形总量约为滚动体直径的0.0001倍。
向心轴承与推力轴承的基本额定静负荷分别称作径向基本额定静负荷与轴向基本额定静负荷，用Cor与Coa表示，其数值载于轴承尺寸表。
２、当量静负荷
当量静负荷是指一种假想负荷，当轴承静止或转速极低时，该假想负荷下承受负荷的滚动体与滚道的接触面中央产生与实际负荷条件下相同的接触应力。
向心轴承与推力轴承的当量静负荷分别采用通过轴承中心的径向负荷与通过轴承中心线的轴向负荷。当量静负荷由式１７到式２０计算：
　
当量静负荷可由下式计算：这里：
　　Por:径向当量静负荷，N{kgf}
　　Poa:轴向当量静负荷，N{kgf}
　　Fr:径向负荷，N{kgf}
　　Fa:轴向负荷，N{kgf}
　　Xo:径向静负荷系数
　　Yo:轴向静负荷系数（静负荷系数Xo与Yo载于轴承尺寸表） 　　　　　
　　　　　　
３、安全系数
轴承的允许当量静负荷虽取决于轴承的基本额定静负荷，但由于上述永久变形量（局部凹陷量）决定的轴承使用限度则随对轴承的性能要求及使用条件而有所不同。
因此，为分析基本额定静负荷的安全度，根据经验制定了安全系数。
　　　　　　
　　　　　　　　　　 fs=Co/Po..........(21)
这里：
　　fs:安全系数（表5）
　　Co:基本额定静负荷，N{kgf}
　　Po:当量静负荷，　　N{kgf}表5 安全系数fs
备注： 对于推力调心滚子轴承，取fs>=4
文章内容仅供参考
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