軸承選擇是電機(jī)設(shè)計(jì)者必修的功課,軸承選擇得當(dāng),會(huì)有效保證電機(jī)性能,否則只能在不斷的失敗中成長(zhǎng)。知名的軸承廠家會(huì)在軸承的推介方面下功夫,幫助軸承使用者量體定制***適合的軸承。Ms.參閱讀了不同廠家的軸承樣本,各家的介紹各有千秋,現(xiàn)將通過靜載荷能力選擇軸承的內(nèi)容信息進(jìn)行了基本歸結(jié),并與大家做一個(gè)分享和交流。
什么情況下通過額定負(fù)荷選擇軸承
在有些情況下,應(yīng)通過額定靜負(fù)荷(為方便描述,定義代號(hào)為C0)來選擇軸承的尺寸,而不是計(jì)算軸承壽命。
● 在連續(xù)或間斷沖擊負(fù)荷的作用下,軸承是靜止的。
● 在負(fù)荷作用下,軸承只作緩慢的往復(fù)擺動(dòng)或調(diào)節(jié)性的運(yùn)動(dòng)。
● 在負(fù)荷作用下,軸承的轉(zhuǎn)速很低(每分鐘平不足10轉(zhuǎn))和只需要很短的壽命。特別要說明,在這情況下,對(duì)于給定的當(dāng)量負(fù)荷P,根據(jù)壽命公式會(huì)得出很低的所需基本額定動(dòng)負(fù)荷C,因此所選的軸承在實(shí)際工作中可能會(huì)嚴(yán)重過載。
●除了需要承受正常的工作負(fù)荷外,還要承受很重的沖擊負(fù)荷,軸承是轉(zhuǎn)動(dòng)的。
以上各種情況下,軸承能承受的負(fù)荷并不是取決于材料的疲勞,而是根據(jù)負(fù)荷對(duì)滾道造成的永久變形的程度而定。
作用在靜止或緩慢往復(fù)擺動(dòng)的軸承上的負(fù)荷,以及作用在轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上的沖擊負(fù)荷,可能會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)體的部分位置被壓平,并在滾道上形成壓痕。壓痕可能會(huì)不規(guī)則地分布在滾道上,也可能以相應(yīng)于滾動(dòng)體之間的距離均勻地分布。如果負(fù)荷作用在軸承上,軸承轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的圈數(shù)后,變形會(huì)均勻地分布在整個(gè)滾道上,并使軸承永久變形的變形,這樣就可能會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲等不良后果,也有可能會(huì)導(dǎo)致軸承的游隙增加,或者影響到與軸或軸承室的配合。
特殊要求軸承對(duì)靜承載能力的需求
本文上節(jié)談及到軸承的變化,對(duì)軸承性能的損害程度取決于對(duì)軸承在特定應(yīng)用中的要求。如果電機(jī)對(duì)下列條件有一定的要求,那么在選擇軸承時(shí),必須保證軸承有足夠高的靜承載能力,以確保其不會(huì)發(fā)生永久變形或只有很輕微的變形,防止電機(jī)性能不符合要求。
●電機(jī)較高的可靠性要求。
●低噪聲要求(特定環(huán)境下客戶對(duì)電機(jī)的噪聲限值要求)。
●低振動(dòng)要求(如精度特別高的機(jī)床設(shè)備、電機(jī)等)。
●軸承摩擦力矩恒定要求(如測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備上使用的軸承)。
●在負(fù)荷作用下低起動(dòng)摩擦要求(如較為常見的起重設(shè)備)。
軸承的當(dāng)量靜負(fù)荷
靜負(fù)荷必須根據(jù)其相應(yīng)的徑向和軸向負(fù)荷,計(jì)算出當(dāng)量靜負(fù)荷。當(dāng)量靜負(fù)荷是指作用軸承上(徑向作用于徑向軸承上,或軸向作用于推力軸承上),會(huì)造成與實(shí)際負(fù)荷有相同作用的***大滾動(dòng)體負(fù)荷。當(dāng)量靜負(fù)荷P0與可按式(1)計(jì)算。
P0=X0Fr+Y0Fa………………(1)
式(1)中
P0——當(dāng)量靜負(fù)荷,kN;
Fr——實(shí)際徑向負(fù)荷,kN
F0——實(shí)際軸向負(fù)荷,kN
X0——徑向負(fù)荷系數(shù)
Y0——軸向負(fù)荷系數(shù)
在計(jì)算P0時(shí),應(yīng)取用可能會(huì)發(fā)生的***大負(fù)荷,把其相應(yīng)的徑向和軸向負(fù)荷代入式(1)。如果靜負(fù)荷以不同方向作用在軸承上,其相應(yīng)徑向和軸向負(fù)荷的大小會(huì)改變。在這些情況下,應(yīng)使用可能產(chǎn)生的***大當(dāng)量靜負(fù)荷P0的相應(yīng)徑向和軸向負(fù)荷。
所需基本額定靜負(fù)荷
根據(jù)靜承載能力確定軸承的尺寸時(shí),需要一個(gè)給定的安全系數(shù)S0,其表示基本額定靜負(fù)荷C0與當(dāng)量靜負(fù)荷P0之間的比;以計(jì)算所需的基本額定靜負(fù)荷。所需基本額定靜負(fù)荷C0可按式(2)計(jì)算。
C0=S0P0………………(2)
式(2)中:
C0——基本額定靜負(fù)荷,kN
P0——當(dāng)量靜負(fù)荷,kN
S0——靜負(fù)荷安全系數(shù)
在高溫工作下,靜承載能力會(huì)下降。下表給出靜負(fù)荷安全系數(shù)S0的經(jīng)驗(yàn)參考值,適用于不同應(yīng)用中,要求穩(wěn)定運(yùn)行的球軸承和滾子軸承。在不清楚沖擊負(fù)荷大小的情況下,S0不應(yīng)當(dāng)小于下表給出的參考值;如果能確定沖擊負(fù)荷的大小,可以用較小的S0值。
靜負(fù)荷安全系數(shù)S0的參考值
檢查靜負(fù)荷承載能力
對(duì)于承受動(dòng)態(tài)負(fù)荷的軸承,在已知當(dāng)量靜負(fù)荷P0的情況下,建議用以式(3)來檢查靜承載能力是否足夠。如果得出的S0值低于建議的參考值,應(yīng)選用一個(gè)有較高基本額定靜負(fù)荷的軸承。
S0=C0/P0………………(2)
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