滾動軸承的壽命計算

滾動軸承的壽命計算第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月二軸承元件上的載荷及應(yīng)力變化一軸承工作時元件上的載荷分布§17—5滾動軸承尺寸的選擇

固定圈：滾動體滾過便受力，大小不變→穩(wěn)定的脈動循環(huán)載荷圖13—7b⑴當(dāng)軸承承受徑向力Fr時，上半圈不受載下半圈受載⑵滾動體受力不均勻→受力變化：小→大→小承載區(qū)滾動體動圈｝在承載區(qū)，載荷零逐漸增大到最大，再逐漸減少到零圖13—7a第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月§13—5滾動軸承尺寸選擇三軸向載荷對軸承元件載荷分布的影響一滾動軸承的失效形式及基本額定壽命(1)疲勞破壞(點蝕)(2)過大塑性變形←疲勞接觸應(yīng)力→←ｎ極低、Ｆ較大→靜強度計算(3)磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損→不正常結(jié)論：

角接觸軸承承受軸向載荷時→受載滾動體數(shù)目增多→承載能力提高→宜承受聯(lián)合載荷（一）失效形式壽命計算第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）軸承的壽命

軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕前,一個套圈相對另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。指一批相同的軸承,在相同運轉(zhuǎn)條件下，有90％的軸承沒有發(fā)生疲勞點蝕前的轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時數(shù)。1.軸承壽命：寓意：⑴一批軸承中有90％的壽命將比其基本額定壽命長⑵一個軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有90％，失效率為有10％2.基本額定壽命Ｌ10：第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月滾動軸承的預(yù)期壽命表13—3基本額定動載荷：當(dāng)軸承基本額定壽命為10６轉(zhuǎn)時，軸承能承受的最大載荷，用C表示。二.滾動軸承的基本額定動載荷C=｛Cr——徑向載荷或分量Ca——軸向載荷三.滾動軸承壽命的計算公式軸承壽命曲線：PC1234=25.6L106208失效率不同壽命不同第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

式中：n——轉(zhuǎn)速r／minε——壽命指數(shù)球軸承ε＝３滾子軸承ε＝10/3Ｐ——當(dāng)量動載荷假定的載荷→與實際載荷相當(dāng)高溫下軸承的C值將減少，引入溫度系數(shù)ft表13—4（轉(zhuǎn)）（h）四.當(dāng)量動載荷Ｐ軸承壽命計算公式P＝fP（XFr＋YFa）第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

P＝fP（XFr＋YFa）

X、Y－徑向、軸向載荷系數(shù)查表(13-5)ｆP－載荷系數(shù)，查表(13-6)Fr、

Fa－軸承的徑向、軸向力（注意區(qū)別軸上載荷）

①查判斷系數(shù)e

→┌深溝球軸承—按f0Fa/C0rf0=14.7查e└角接觸球軸承—按Fa/C0查e

(Ｃ０－軸承的額定靜載荷）②判Fa/Fr與e的關(guān)系→定X、Y

Fa/Fr≤e

－軸向力較小,可忽略不計,只計Ｒ→Ｐ＝fPＲ即：X=1,Y=0

－軸向力較大,要計

即：X≠1,Y≠0Fa/Fr＞e第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月只能承受純徑向載荷的軸承（N、NA類）P＝fPFr設(shè)計軸承的基本方法：⑴由工作條件定軸承類型→×0000⑵由結(jié)構(gòu)定軸承直徑→×00××⑶初選型號→×××××→查C、C0⑷驗算壽命：計算軸承載荷→查e、X、Y→計算P→計算Lh

→分析軸承是否合格只能承受純軸向載荷的軸承（5類）：P＝fPFa第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月例１：已知齒輪軸采用一對6211軸承，已知軸承載荷Ｒ1=3500Ｎ，F(xiàn)a1=1606Ｎ，R2=2500Ｎ，F(xiàn)a2=０fP＝1.2，試求P1、P2。解：查得：C0=29200Ｎ①查e：②求X、Y:

③求Ｐ:f0Fa1/C0=14.7×1606/29200=0.8085→e1在0.26~0.28之間,插值得e1=0.27Fa1/R1=1606/3500=0.459＞e

X1=0.56,Y1=1.7∵Fa2=0X2=1,Y2=0

P1=fP(X1R1+Y1Fa1)=1.2(0.56×3500+1.7×1606)=5628Ｎ

P2=fPR2=1.2×2500=3000Ｎ

∵P1＞P2∴１軸承危險，計算1的壽命第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月五.軸承的軸向載荷Fa

1.徑向軸承－(6、1、2類)Fae1212FaeFd2.角接觸軸承

(3、7類)└一端固定、一端游動

Fa1=Fae,Fa2=0Fae指向者受力Fa1=0,Fa2=Fae(1)派生軸向力Fd∵＞０，∴在Ｒ作用下→Fd→內(nèi)外圈分離→∴成對使用Fd的大小→查表(13-7)┌兩端固定→→固定端受力第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)安裝型式（成對使用）角接觸軸承應(yīng)成對使用→以抵消派生軸向力和避免軸產(chǎn)生軸向竄動①正安裝（X型、面對面）→兩軸承外圈的窄邊相對→Ｆd面對面跨距減少②反安裝（O型、背對背）→兩軸承外圈的寬邊相對→Ｆd背對背跨距增大Fd1Fd2Fd1Fd2說明：軸承支點（壓力中心）偏移，但為方便計算，仍取軸承寬度中點為支點第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)角接觸軸承的軸向載荷Fa1、Fa2軸向載荷┌軸上外載荷Fae→Fa＝？└軸承的派生軸向力Fd分析：Fd1+Fae與Fd2比較

FaeFd1Fd2S2⑴當(dāng)Fd1+Fae＞Fd2⑵當(dāng)Fd1+Fae＜Fd2→┌Fa1=└Fa2=→右邊壓緊→S2→Fd1+Fae＝Fd2+S2

Fd1

Fd2＋S2＝Fd1＋Fae→Fd1+Fae＋S1＝Fd2左邊壓緊→S1∴┌Fa1＝└Fa2

＝Fd1＋S1＝Fd2－FaeFd2S1FaeFd1Fd2第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月FaeFd1Fd2⑴當(dāng)Fd1+Fae＞Fd2⑵當(dāng)Fd1+Fae＜Fd2

右邊壓緊左邊壓緊計算軸向載荷的方法:①畫安裝簡圖→標(biāo)明軸承的派生軸向力Fd方向②計算Fd1

、

Fd2③根據(jù)Fd1、Fae、Fd2三者的關(guān)系判斷壓緊、放松端

壓緊端=除本身的派生軸向力外其余軸向力之和放松端=本身的派生軸向力Fd2Fd1Fae21R2R1右邊壓緊左邊壓緊判斷壓緊、放松端時要注意正、反裝第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月例２:一對反裝7312AC軸承,R1＝5000N,R2＝8000N，F(xiàn)ae＝2000N，由1軸承指向2軸承，求Fa1、Fa2。解：①畫安裝簡圖→Fd2與Fae同向求Fd1，F(xiàn)d2②求Fa1，F(xiàn)a2

∵Fd2＋Fae＝5440＋2000＝7440N＞Fd1＝3400N

Fa1＝Fd2＋Fae＝7440NFa12＝Fd2＝5440NFd1＝0.68R1＝0.68×5000＝3400NFd2＝0.68R2＝0.68×8000＝5440NFd1Fd2Fae12R1R2軸承1被壓緊軸承2被放松第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月六.軸承壽命計算步驟求R1、R2例３:接上題,如果n＝960r/min,fP＝1.2,求軸承壽命?！驠a1、Fa2→求P1、P2→求Lh(C′)解：查得7212AC軸承的C＝42800N，e＝0.68Fa1／R1＝7440／5000＝1.488＞eX1＝0.41，Y1＝0.87P1＝fP(X1R1＋Y1A1)＝1.2(0.41×5000＋0.87×7440)＝10227.36NFa2／R2＝5440／8000＝0.68=eP2＝fPR2＝1.2×8000＝9600NX2＝1,Y2＝0∵P1＞P2∴Ⅱ軸承危險Fa1＝7440N