滚动轴承额定静载荷优化方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：把在这种塑性变形条件下确定的轴承静承载能力称为额定静载荷，用C0表示。额定静载荷是在假定的载荷条件下决定的，对向心轴承，额定静载荷是指径向载荷，对向心推力轴承是指使轴承中半圈滚道受载的载荷的径向分量，对推力轴承是指中心轴向载荷。

1.定义

轴承静止时的载荷能力，由允许的塑性变形量决定。滚动轴承中的塑性变形是不可避免的。如果限定允许的塑性变形量很小，则轴承的静载荷能力也很小；如果允许的塑性变形较大，则在滚道上产生的凹坑将使轴承在运转中噪声和振动增大、运转精度降低，影响轴承的正常工作。

长期的轴承使用经验表明，滚动轴承中，在承受载荷最大的滚动体与滚道接触处，总的塑性变形量（滚道塑性变形加滚动体塑性变形）小于滚动体直径的万分之一时，对轴承的正常运转没有多大的影响。把在这种塑性变形条件下确定的轴承静承载能力称为额定静载荷，用C₀表示。

额定静载荷是在假定的载荷条件下决定的，对向心轴承，额定静载荷是指径向载荷，对向心推力轴承是指使轴承中半圈滚道受载的载荷的径向分量，对推力轴承是指中心轴向载荷。

2.决定额定静载荷的方法

决定额定静载荷的步骤如下：

1）根据轴承结构确定，在同样载荷条件下，滚动体与那个套圈滚道接触处塑性变形量较大。塑性变形量较大说明该接触处强度较弱，以此接触处的结构尺寸来计算静载荷常数；

2）由式（2-322）或式（2-323）确定δ_s=0.0001D_w时的静载荷常数k₀；

3）由式（2-320）或式（2-321）计算轴承中允许的最大滚动体载荷Q_max；

4）由轴承的载荷分布关系和允许的Q_max值计算额定静载荷C₀。

3.额定静载荷的计算公式

对于标准设计的轴承可由表2-43查出k₀值，然后由轴承的载荷分布公式确定额定静载荷的计算公式。

（1）向心球轴承和向心推力球轴承

在载荷分布公式（2-78）中，如果载荷分布参数T=0.5，Q_max为塑性变形量δ_s=0.0001D_w时的最大滚动体载荷，则F_r即为轴承的额定静载荷C₀，由式（2-78）和式（2-320）可得

C₀=k₀J_r（0.5）zD²_wcosα

如为i列轴承，则轴承额定静载荷的一般表达式为

式中 C₀——额定静载荷（N）；

f₀——系数，与轴承类型和载荷分布的径向积分有关。各类轴承的f₀值列于表2-44中；

i——轴承中滚动体列数；

z——每列滚动体数；

α——接触角；

D_w——滚动体直径（mm）。

（2）推力球轴承

承受中心轴向载荷的推力和推力向心轴承中，各滚动体承受相同的载荷，为

表2-44 各类轴承的f0

如果公式中的Q为塑性变形量δ_s=0.0001D_w时的滚动体载荷，则F_a即为推力轴承的额定静载荷C₀，由式（2-320）可得

C₀=f₀zD²_wsinα （2-326）

式中 f₀=k₀。

（3）向心滚子轴承

由载荷分布式（2-78）和式（2-321）可得向心滚子轴承的额定静载荷为

C₀=f₀izD_wl_wecosα （2-327）

式中 f₀=k₀J_r（0.5）

l_we——有效接触长度（mm）。

（4）推力滚子轴承

与推力球轴承额定静载荷推导方法相同，可得

C₀=f₀zD_wl_wesinα （2-328）