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演算KOYO轴承内孔尺寸装置的结构

发布时间:2019/12/28 9:12:51   来源:安昂传动   编辑:admin   浏览量:2342

 

在许多场合,KOYO轴承的内孔尺寸已经由机器或装置的结构具体所限定。不论工作寿命,静负荷安全系数和经济性是否都达到要求,在最终选定轴承其余尺寸和结构形式之前,都必须经过尺寸演算。该演算包括将KOYO轴承实际载荷跟其载荷能力进行比较。 滚动轴承的静负荷是指轴承加载后是静止的(内外圈间无相对运动)或旋转速度非常低。在这种情况下,演算滚道和滚动体过量塑性变形的安全系数。 大部分轴承受动负荷,内外圈做相对运动,尺寸演算校核滚道和滚动体早期疲劳损坏安全系数。 
只有在特殊情况时,才根据DIN ISO 281对实际可达到的工作寿命做名义寿命演算。对注重经济性能的设计来说,要尽可能充分的利用轴承的承载能力。要想越充分的利用KOYO轴承,那么对轴承尺寸选用的演算精确性就越重要。 
·静负荷轴承 
计算静负荷安全系数Fs有助于确定所选KOYO轴承是否具有足够的额定静负荷。 FS =CO/PO  
其中FS静负荷安全系数,CO额定静负荷[KN],PO当量静负荷[KN] 
静负荷安全系数FS是防止滚动零件接触区出现永久性变形的安全系数。对于必须平稳运转、噪音特低的轴承,就要求FS的数值高;只要求中等运转噪声的场合,可选用小一些的FS;一般推荐采用下列数值: FS=1.5~2.5适用于低噪音等级  FS=1.0~1.5适用于常规噪音等级 FS=0.7~1.0适用于中等噪音等级 
额定静负荷CO[KN]已在表中为每一品种规格的KOYO轴承列出。该负荷(对向心轴承来说是径向力,对推力轴承而言则是轴向力),在滚动体和滚道接触区域的中心产生的理论压强为: 
-4600 N/MM2 自调心球轴承 -4200 N/MM2 其它类型球轴承  -4000 N/MM2 所有滚子轴承 
在额定静负荷CO的作用下,在滚动体和滚道接触区的最大承载部位,所产生的总塑性变形量约为滚动体直径的万分之一。当量静负荷PO[KN]是一个理论值,对向心轴承而言是径向力,对推力轴承来讲是轴向和向心力。PO在滚动体和滚道的最大承载接触区域中心所产生的应力,与实际负荷组合所产生得应力相同。  PO=XO*F r+Ys*Fa[KN]  
其中PO 当量静负荷,Fr径向负荷,Fa轴向负荷,单位都是千牛顿,XO径向系数,YO轴向系数。 
·动负荷轴承 
DIN ISO 281所规定的动负荷轴承计算标准方法的基础是材料疲劳失效(出现凹坑),寿命计算公式为: L10=L=(C/P)P [106转] 
其中L10=L 名义额定寿命 [106转] C 额定动负荷 [KN] P 当量动负荷 [KN] P 寿命指数 
L10是以100万转为单位的名义额定寿命 [106转] 
C 额定动负荷 [KN] P 寿命指数  
L10是以100万转为单位的名义额定寿命。对于一大组相同型号的KOYO轴承来说,其中90%应该达到或者超过该值。 
额定动负荷C [KN]在每一类轴承的参数表中都可以找到,在该负荷作用下,轴承可以达到100万转的额定寿命。 
当量动负荷P [KN]是一项理论值,对向心轴承而言是径向力,对推力轴承来说是轴向力。其方向、大小恒定不变。当量动负荷作用下的轴承寿命与实际负荷组合作用时相同。 P=X*Fr+Y*Fa 
其中:P当量动负荷,Fr径向负荷,Fa轴向负荷,单位都是千牛顿,X径向系数,Y轴向系数。 
不同类型轴承的X,Y值及当量动负荷计算依据,可在各类轴承的表格和前言中找到。 
球轴承和滚子轴承的寿命指数P有所不同。 对球轴承,P=3 
对滚子轴承,P=10/3 
当轴承工作速度恒定时,其工作寿命也可用小时数表达如下: 
    
其中L10= Lh 名义额定寿命[小时] L 名义额定寿命[100万转] N 每分钟转数 
大家可将上述计算公式转化一下: 
                  
其中 
                   
为动负荷指数,也就是说当名义额定寿命Ln为500小时时,动负荷指数fL=1 
                     
为速度因子,也即当轴承转速为每分钟33.33转时,fn=1,由此,寿命公式可简化为 
                    
其中:fL 动负荷指数 C 额定动负荷[KN]  P 当量动负荷[KN] fn 速度因子 动负荷指数fL 
fL是经验数据,来自经实践验证的同型号或类似的轴承。fL有助于选定恰当的轴承尺寸,除了保证足够的疲劳强度寿命之外,fL还要考虑到刚度、用于轻结构场合的重量、对给定配套零件的适配性、超常规峰值负荷等等。随着技术的发展,有必要时就修正fL值以符合最新标准。 
为了跟以往经过实践验证的KOYO轴承做比较,应力计算当然也要采用与以前相同的办法。常用计算数据及fL值都已在列表中,在需要考虑补充因素时,相关值Fz也列出。此时用Fz*P来代替轴承寿命计算中的P. 
名义额定寿命Lh的确定有赖于FL的值。其对应转换关系见表。 
·变负荷及变速度 
如果KOYO轴承动负荷的值及速度随时间而变化,那么在计算当量负荷时就得有相应的考虑。连续的负荷及速度曲线就要用分段近似值来替代。当量动负荷的计算公式变为: 
            
 其中平均转速: 

                          
为了简化起见,球轴承和滚子轴承的公式中都标出了指数3。 如果负荷是变动的而转数是恒定的,那么公式为 
                   
如果转数恒定,负荷从极小值Pmin线性上升到极大值Pmax那么 
                   
·滚动轴承的最小负荷 
过小的负荷加上润滑不足,会造成滚动体打滑,导致轴承损坏。保持架KOYO轴承的最小负荷系数P/C=0.02,而满装轴承的最小负荷系数P/C=0.04(P为当量动负荷,C为额定动负荷)


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