第8章轴承.ppt

疲劳点蚀 返回本节 轴承工作时，作用于轴上的力通过轴承内圈、滚动体、外圈传到机座上，使滚动体与内、外圈滚道的接触表面产生接触应力。由于内、外圈要作相对转动，滚动体沿滚道滚动，所以接触表面的接触应力近似按脉动循环规律变化。 疲劳点蚀是具有良好润滑和密封条件的滚动轴承的主要失效形式。 当应力循环次数达到一定值后，滚动体或内、外圈滚道的表面金属将发生剥落，即形成疲劳点蚀，从而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。 塑性变形 当轴承的转速很低(n10r/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，使内、外圈滚道与滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服点而产生塑性变形，形成不均匀的凹坑，使轴承失效。 返回本节 磨损与胶合 如果润滑及密封不良, 则会引起轴承摩擦表面的磨损。 速度过高且散热不良时会出现胶合。 此类失效形式除要进行寿命计算外, 还应验算极限速度。 返回本节 轴承寿命的计算 下一页 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转数，或在一定转速下总的工作小时数。 一批类型、尺寸相同的轴承，由于材料、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，寿命最长与最短的相差可达几十倍。因此，人们很难预测单个轴承的具体寿命。为了保证轴承工作的可靠性，在国家标准中规定以基本额定寿命作为计算依据。 轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在同样条件下工作，其中有10%的轴承产生疲劳点蚀时转过的总转数，以L10表示。轴承基本额定寿命的计算式为 公式说明 轴承寿命的计算（续） 返回本节 实际计算时，人们习惯以时间作为轴承的寿命。此时，轴承寿命计算的另一表达式为 当轴承的工作温度高于120℃时，会降低轴承的寿命，影响基本额定动载荷；工作中的冲击和振动也将使轴承实际工作载荷加大，故在用上式计算轴承寿命时，应分别引入温度系数ft和载荷系数fP对C值和FP值加以修正。此时，轴承的寿命计算式为 式中，Lh是轴承的基本额定寿命(h)；n是轴承转速(r/min)； 其余参数量纲：C(N)；FP(N) 温度系数ft和载荷系数fP 返回 公式说明 返回 L10:轴承的基本额定寿命(106r)； FP:当量动载荷，当量动载荷是一个假想载荷，在这个载荷的作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同，其值根据载荷的性质而定。 ε:是寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。 C:基本额定动载荷 轴承基本额定寿命的计算式为 基本额定动载荷 基本额定寿命为106r时轴承所承受的最大载荷，称为轴承的基本额定动载荷，以C表示。 轴承在基本额定动载荷作用下，工作106r不发生疲劳点蚀的可靠度是90％。 对于径向接触轴承，C是径向载荷；对于轴向接触轴承，C是中心轴向载荷；对于向心角接触轴承，C是载荷的径向分量。不同类型和不同尺寸轴承的C值可查附表8-3～附表8-5，或查轴承样本与设计手册。 返回 当量动载荷的计算 返回 3）对于能同时承受径向和轴向载荷的深沟球轴承、调心轴承和向心角接触轴承，当量动载荷的计算式为: 1）对于仅能承受径向载荷的圆柱滚子轴承，当量动载荷为轴承的径向载荷FR，即: 2）对于只能承受轴向载荷的推力球轴承，当量动载荷为轴承的轴向载荷FA，即: 式中，FR是轴承所受的径向载荷；FA是轴承所受的轴向载荷；X是径向载荷系数，Y是轴向载荷系数，X、Y的取值见表8-8。 表8-8 返回 内部轴向力 返回本节 如图所示，由于向心角接触轴承有接触角α，使得轴承在受到径向载荷作用时，承载区内每一个滚动体的法向力FQi可分解成径向分力FRi和轴向分力FSi。各滚动体轴向分力之和FS(FS=∑FSi)将使轴承外圈与内圈沿轴向有分离的趋势，故这类轴承都应成对使用，反向安装。 FS是在径向载荷作用下产生的轴向力，通常称为内部轴向力，其大小按表8-9所给公式求出，方向(对轴而言)沿轴向由轴承外圈的宽边指向窄边。 向心角接触轴承在成对使用时，实际所受的轴向载荷FA除与轴向外载荷FX有关外，还应考虑内部轴向力FS的影响。 表8-9 返回 轴向载荷的计算 如图所示为角接触轴承的两种安装方式，其中图a为面对面安装或正安装；图b为为背对背安装或反安装；FX为轴向外载荷。如把内部轴向力方向与轴向外载荷方向一致的轴承设为轴承1，FSl、FS2分别表示轴承1、2的内部轴向力，则两轴承实际所受的轴向载荷可根据轴系受力平衡条件求出。 当 时 当 时 当 时 根据以上分析结果可知 下一页 轴向载荷的计算（续） 对于角接触轴承的任意一种安装方式，“压紧”端轴承所受的轴向载荷等于除了其自身的内部轴向力以外的其余轴向力的代数和；“放松”端轴承所受的轴向载