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首頁(yè) > 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算(四)
疲勞壽命的計(jì)算 下述軸承疲勞壽命的計(jì)算方法是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6391-96《滾動(dòng)軸承——額定動(dòng)負(fù)荷和額定壽命的計(jì)算方法》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ISO281/I-1997《滾動(dòng)軸承——額定動(dòng)負(fù)荷和額定壽命——第一部分:計(jì)算方法》為依據(jù),此外,還介紹了瑞典SKF軸承公司新的軸承公司新的軸承疲勞壽命理論和疲勞壽命計(jì)算方法。 1、 疲勞壽命的基本計(jì)算公式 滾動(dòng)軸承疲勞壽命的基本計(jì)算公式有多種形式,以適應(yīng)不同用途的需要,以下分別加以介紹。 (1) 基本額定壽命方程(用總轉(zhuǎn)數(shù)表示) 1、 幾個(gè)有關(guān)的基本概念,在介紹基本額定壽命方程之前,先介紹幾個(gè)相關(guān)的基本概念即: 單個(gè)軸承的疲勞壽命——單個(gè)軸承在其任一套圈(或墊圈)或滾動(dòng)體的材料首次出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展之前,其中一個(gè)套圈(或墊圈)相對(duì)于另一套圈(或墊圈)轉(zhuǎn)動(dòng)的總轉(zhuǎn)數(shù)。 軸承壽命的可靠性——在同一條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的一組條件相同的軸承,可期望達(dá)到或超過(guò)某一規(guī)定壽命的百分率,對(duì)于單個(gè)軸承,其可靠性為該軸承能達(dá)到或超過(guò)某一規(guī)定壽命的概念。 軸承的基本額定壽命——單個(gè)軸承或一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)條件相同的軸承,其可靠性達(dá)到90%時(shí)的壽命。 3、 基本額定壽命方程的計(jì)算式用總轉(zhuǎn)數(shù)表示的軸承基本額定壽命方程的計(jì)算式為: L10=C/P 式中 L10——軸承的基本額定疲勞壽命(106r); C——對(duì)向心類(lèi)軸承為徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(N),對(duì)推力類(lèi)軸承為軸向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(N); P——對(duì)向心類(lèi)軸承為徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(N),對(duì)推力類(lèi)軸承為軸向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(N); ε——壽命指數(shù),對(duì)球軸承ε=3,對(duì)滾動(dòng)軸承ε=10/3。 式5-1為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的滾動(dòng)軸承基本額定壽命的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算式。 軸承疲勞軸承壽命試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)記錄儀,可以準(zhǔn)確地記錄下軸承疲勞試驗(yàn)的總轉(zhuǎn)數(shù),得以方便與計(jì)算結(jié)果相對(duì)照。 4、 基本額定壽命方程的適用范圍基本額定壽命方程5-1適用于具備以下技術(shù)條件的滾動(dòng)軸承在額定疲勞壽命計(jì)算;軸承的外形尺寸選自由國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軸承尺寸范圍;軸承用優(yōu)質(zhì)淬硬鋼材制造并且加工質(zhì)量良好;軸承滾動(dòng)接觸表面的表面質(zhì)量(包括幾何形狀精度和材質(zhì)等)合乎常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。這些軸承必須安裝正確,潤(rùn)滑充分,無(wú)外界雜質(zhì)侵入而且不是在極端條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)不符合這些條件時(shí),使用式5-1的計(jì)算結(jié)果便會(huì)發(fā)生偏差。為了抵消這樣的偏差,就必須將按式5-1計(jì)算所得的結(jié)果乘上相應(yīng)的修正系數(shù)。 5、 基本額定壽命方程的應(yīng)用限制基本額定壽命方程5-1不適用例如有裝填滿的深溝球軸承,或在滾動(dòng)體與套圈滾道之間的接觸面積上有相當(dāng)大缺口的其他種類(lèi)軸承,因?yàn)檫@種缺口影響到接觸區(qū)的承載能力。 式5-1還不適用滾動(dòng)體直接在軸或座孔表面上運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合,除非相應(yīng)的軸或座孔完全按照滾動(dòng)軸承承載元件的技術(shù)條件制造。 當(dāng)軸承在實(shí)際使用時(shí)其所承受的負(fù)荷為非正常分布(例如由于軸線不對(duì)中,外殼或軸有較大變形,滾動(dòng)體的離心力作用或其他高速效應(yīng),以及向心軸承采用特別大的游隙或施加預(yù)負(fù)荷等情況造成),按式5-1計(jì)算其基本額定壽命時(shí),就不能取得滿意的結(jié)果。 對(duì)于所有各類(lèi)型軸承,當(dāng)其當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷Pr或Po大于其基本額定動(dòng)負(fù)荷Cr或Co時(shí),同時(shí)對(duì)于深溝球軸承,當(dāng)其當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷Pr大于其基本額定靜負(fù)荷 Co時(shí),式5-1的應(yīng)用也受到限制,此時(shí),軸承用戶可向有關(guān)軸承制造廠詢問(wèn)如何計(jì)算上述軸承的疲勞壽命。 式5-1還不曾估計(jì)到諸如優(yōu)質(zhì)淬硬鋼的特性(成分、夾雜物、組織、硬度等)或材料因素加運(yùn)轉(zhuǎn)條件因素對(duì)軸承疲勞壽命的影響,對(duì)于雙列向心軸承和雙向推力軸承,應(yīng)用本公式時(shí)還必須近似地假定這些軸承是理想對(duì)稱的。 2、用運(yùn)轉(zhuǎn)總小時(shí)數(shù)表示的基本額定壽命方程 在轉(zhuǎn)速為恒定的情況下,將基本額定壽命計(jì)算公式用總小時(shí)數(shù)表示,對(duì)于確定軸承的維修與更換周期較為方便。這種公式只需將5-1加以變換即可得到,即 式中 Ln——額定疲勞壽命(h); n——轉(zhuǎn)速(r/min). 2、 用行車(chē)公里數(shù)表示的公式,在各種車(chē)輛的輪轂中使用的滾動(dòng)軸承,用行車(chē)公里數(shù)來(lái)表示壽命較為方便,這樣的公式是 式中 LK——額定疲勞壽命(KM); DR——車(chē)輪的直徑(mm). 3、 高可先靠性的壽命計(jì)算公式 對(duì)于某重要用途,要求軸承期望疲勞壽命的可靠性大于90%,此時(shí)高可靠性的疲勞壽命計(jì)算公式為 Ln=a1L10 式中 Ln——提高了可靠性的疲勞壽命(h); L10——額定疲勞壽命(106r/h); A1——可靠性疲勞壽命(106r/h); A1——可靠性修正系數(shù)