轴承选择和应用原则.pdf
轴承选择和应用原则轴承选择和应用原则 轴承术语 2 轴承种类 4 轴承种类的选择 7 轴承尺寸的选择 21 摩擦 36 速度和振动 47 轴承数据-概要 59 轴承的应用 96 润滑 157 安装和拆卸 175 技术解说及轴承尺寸表技术解说及轴承尺寸表 深沟球轴承 192 单列角接触球轴承 214 双列角接触球轴承 230 四点角接触球轴承 238 单列圆柱滚子轴承 256 双列圆柱滚子轴承 306 四列圆柱滚子轴承 344 调心滚子轴承 384 单列圆锥滚子轴承 448 双列圆锥滚子轴承 534 四列圆锥滚子轴承 666 推力圆柱滚子轴承 724 推力调心滚子轴承 738 推力圆锥滚子轴承 756 RKB专品轴承 770 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 1 轴承选择和应用原则轴承选择和应用原则 轴承配置不仅包括滚动轴承,而且包括同轴承有关的部件,如轴和轴承座。 润滑剂也是 轴承配置的一个非常重要的组成部分,因为润滑剂要防磨损防腐蚀,这样轴承才能充分发挥 作用。 此外, 密封件也是一个非常重要的部件, 密封件的性能对润滑剂的清洁至关重要。 保 持清洁对轴承的使用寿命有深远影响,所以润滑剂和密封件已成为RKB 重点关注对象。 为了设计滚动轴承配置,需要 -选择合适的轴承种类 -决定适当的轴承尺寸 但这还不够。 还要考虑其它几个方面 -轴承配置中其它部件的适当形式和设计 -正确的配合和轴承的内部游隙或预载荷 -固定装置 -适当的密封件 -润滑剂的种类和剂量 -安装和拆除方法等 每个单独的决定都会影响到轴承配置的性能、可靠性和经济性。 所需工作量取决于是否具备类似的轴承选配经验。 遇上缺乏经验、有特殊要求、或需要 对轴承配置的成本及任何其它随后的外形给予特殊考虑时,就需要做更多工作,例如更精确 的计算和/或测试。 在技术概论介绍之后的章节,轴承配置的设计人员会看到按照一般要求的顺序而提供的 必要基本信息。 显而易见,不可能将每一种可以想到的轴承应用所需要的所有信息都包括在 内。 基于这个理由,我们会在多处提到全面的RKB 应用工程服务,该服务包括正确选择轴 承以及如何进行完整的轴承配置计算等技术支持。 对于轴承配置的技术要求越高、在特定应 用中使用轴承的经验越有限,就越应该利用这一服务。 在技术概论章节中所包括的信息通常适用于普通滚动轴承,或至少适用于一组轴承。 如 果只需要某种特定轴承的确切信息,可在相应的分类表格章节之前的有关文字中找到。 应注意,在产品表中出现的载荷和速度数值都是四舍五入后的近似值 轴承术语轴承术语 为了更充分理解经常使用的轴承术语,以下提供定义并借助绘图加以说明。 有关轴承的专 用词汇集和定义,详见 GB/T6930-2002/ISO55931997滚动轴承 - 词汇。 轴承配置轴承配置(图 1) 图图 1 1 圆柱滚子轴承 2 四点接触球轴承 3 轴承箱 4 轴 5 轴对接轴肩 6 轴径 7 锁定板 8 径向轴密封件 9 定距环 10 轴承箱孔径 11 轴承箱孔 12 轴承箱盖 13 止动环 以下术语用于滚动轴承的不同部分。 径向轴承径向轴承(图 2 和图 3) 1 内圈 2 外圈 3 滚动体 球,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子 4 保持架 5 覆盖装置 密封件 - 弹性材料制,接触型(见图)或非接触型 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKB 2 防尘盖 - 钢板制,非接触型 图图 2 图图 3 6 外径 7 内径 8 内圈轴肩直径 9 外圈轴肩直径 10 止动环槽 11 止动环 12 外圈侧面 13 密封紧固槽 14 外圈滚道 15 内圈滚道 16 密封槽 17 内圈侧面 18 倒角 19 轴承平均直径 20 总轴承宽度 21 引导挡边 22 定位挡边 23 接触角 推力轴承推力轴承(图 4) 图图 4 24 轴圈 25 滚动体和保持架组件 26 座圈 27 带球面基座表面的座圈 28 调心座垫圈 轴承种类轴承种类 向心轴承向心轴承 深沟球轴承深沟球轴承 单列,带或不带注油槽 开放式基本结构 带防尘盖 带接触密封件 带止动环槽,带或不带止动环 开放型基本设计开放型基本设计 带接触密封件深沟球轴承带接触密封件深沟球轴承 角接触球轴承角接触球轴承 单列单列 基本结构 用于单个安装 通用组配的设计 单列高精度 标准设计用于单个安装 通用组配的设计 组配轴承组面对面配置, 背对背, 串联配置 基本设计基本设计 高精度高精度 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 3 双列双列 带整体式内圈 开放式基本设计 带防尘盖 带接触密封件 带分离式内圈 双列,整体式内圈双列,整体式内圈 四点接触球轴承四点接触球轴承 调心球轴承调心球轴承 开放式 带接触密封件 调心球轴承调心球轴承 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 单列 NU,N,NJ,NUP型 圆柱滚子轴承,单列,圆柱滚子轴承,单列, NU, NJ, NUP, N 双列NNU型和 NN型 双列圆柱滚子轴承,双列圆柱滚子轴承, NNU 双列圆柱滚子轴承,双列圆柱滚子轴承, NN 四列带圆柱孔或圆锥孔 满滚子圆柱滚子轴承 四列圆柱滚子轴承四列圆柱滚子轴承 单列单列满滚子圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承, 满滚子圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承, 双列带密封件双列带密封件 单列((NCF、、NJG)) 双列带密封件或不带密封件(NNCF,NNCL,NNC) 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 单列单列 单个轴承,组配轴承组, 面对面,背对背,串联 双列双列 背对背结构(TDI) 面对面结构(TDO) 单列圆锥滚子轴承单列圆锥滚子轴承 双列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承 四列圆锥滚子轴承四列圆锥滚子轴承 四列 TQO 结构 TQI 结构 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 4 调心滚子轴承调心滚子轴承 带圆柱孔或圆锥孔 开放式基本设计 带接触密封件 调心滚子轴承,开放型基本设计调心滚子轴承,开放型基本设计 调心滚子轴承,带接触密封件调心滚子轴承,带接触密封件 推力轴承推力轴承 推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承 推力圆锥滚子轴承,单向推力圆锥滚子轴承,单向 推力圆锥滚子轴承,双向推力圆锥滚子轴承,双向 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 轴承种类的选择轴承种类的选择 每一个轴承型号根据设计结构具有不同的特性和特点,这使得各个型号对某一特定用途 的适用性或多或少会有些限制。例如,深沟球轴承能承受中等程度的径向以及轴向载荷。它 调心滚子轴承可以承受非常高的载荷并能自动调心。这样的特性使它们很适合用在例如 重型工程中,这类工程会有重负荷、轴挠曲以及有调心性要求的情况。 但在很多情况下,在选择轴承型号的时候,由于要考虑多种因素,平衡相互间的轻重利弊, 所以没有常规可循。 这里所提供的信息应该可以提示在选择轴承的标准型号时,哪些是应该考虑的最重要因 素,以便于作出合适的选择 可利用空间 负荷 允许倾斜角(调心角) 精度 速度 低噪声运行 刚度 轴向位移 安装和拆卸 带密封件 关于标准的轴承型号,在表中可以查到有关它们设计特性以及对某一特定用途的适用性 等资料的全面概述。 有关个别轴承型号的详细資料,包括产品特性和具备的设计规格,参看介绍个别轴承型 号的相关部分。不包括在表中的轴承型号,通常只适合于少数特定用途。 该表格采用一种比较浅显的轴承型号分类方法。当中所采用的符号有限,因此无法作出 确切的区分,而且有些特性并非只由轴承设计决定。例如,包含角接触球轴承或圆锥滚子轴 承的配置,其刚性也取决于预负荷和运转速度,而运转速度又受到轴承及其相关部件的精密 度以及保持架的设计所影响。尽管有其局限性,但依据该表格,还是能选择到合适的轴承型 号。还必须注意到,整个轴承配置的总成本和现有库存清单方面的考虑也会影响最后的选择。 们摩擦力低,可以制造出精度高,满足低噪声运行要求的各种类型。所以它们更适合小型和 中型的电动机。 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKB 5 轴承种类轴承种类 – 结构及特性结构及特性 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 6 在设计轴承配置时,还有其他重要标准需要遵守,这包括承载能力和寿命、摩擦、 可容许的速度范围、轴承内部清洁或预负荷、润滑和密封。这些标准在本目录中有 单独的章节详细描述 可利用空间可利用空间 图图 1 图图 2 在很多情况下,一个轴承最主要的尺寸---内圈直径早已由机器的设计和轴的直径决定 了。 对于小直径的轴,所有种类的球轴承都适合,最常用的是深沟球轴承。 滚针轴承也很适 合图 1 对于大直径的轴,圆柱、圆锥、调心滚子轴承和深沟球轴承图 2都适合。 如果径向空间有限,就要选择横截面小的轴承,特别是横截面高度小的轴承,即直径 8 或 9 系列的轴承见“轴承数据 – 一般”一节中的“尺寸”部分。滚针和保持架组件、冲 压外圈滚针轴承和无内圈或带有内圈的滚针轴承图 3, 以及某些系列的深沟和角接触球轴承、 圆柱、圆锥、调心滚子轴承,都非常适合 图图 3 图图 4 当轴向空间有限时,某些系列的圆柱滚子轴承和深沟球轴承可以分别用来承受径向或合成的 负荷图 4,也可以用不同种类的组合滚针轴承图 5。如果是单纯的轴向负荷,那可以用滚 针轴承和保持架推力组件带或不带垫圈,以及推力球轴承和推力圆柱滚子轴承图 6 图图 5 图图 6 负荷负荷 负荷大小负荷大小 负荷大小通常是决定选用轴承尺寸的关键 因素之一。一般来说,滚子轴承比相同尺寸的 球轴承能承受更大的负荷(图 7),而拥有满 滚动体的轴承比带保持架的轴承可承受更大的 负荷。轻负荷或中等负荷时大部分用球轴承。 在重负荷和大轴径情况下,滚子轴承通常是更 合适的选择。 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 7 负荷方向负荷方向 NU 和 N 型圆柱滚子轴承、滚针轴承只能承受纯径向负荷(图 8)。所有其它的径向轴 承除了径向负荷外,还可承受一定的轴向负荷;请参看“混合负荷”。 径向载荷 轴向载荷 推力球轴承和四点接触球轴承(图 9)适用于纯轴向的轻负荷或中等负荷。单向推力球 轴承只可承受一个方向的轴向负荷; 而两个方向的轴向负荷则需要用双向推力球轴承。 角接触球轴承可支持高速的中等轴向负荷;这里,单向轴承也可承受同时作用的径向负 荷,而双向轴承一般只用于纯轴向负荷(图 10) 图图 10 推力滚针轴承、推力圆柱以及推力圆锥滚子轴承都适用于单向作用的中等和 重轴向负荷,推力调心滚子轴承也是如此(图 11)。 推力调心滚子轴承也可承受同时作用 的径向负荷。 对于交替变换的重轴向负荷,两个推力圆柱滚子轴承或推力调心滚子轴承可相 邻安装。 图图 11 混合负荷混合负荷 混合负荷包括同时作用的径向和轴向负荷。 轴承承载轴向负荷的能力由接触角α决定 - 角度越大,轴承越适合承载轴向负荷。 这种情况用计算系数Y代表,Y随着接触角α增加而 减小。 有关各轴承类型或个别轴承系数Y的值, 可在产品表章节的介绍文字或在产品表中找到。 深沟球轴承的轴向负荷能力取决于轴承的内部设计和轴承的径向游隙,请参看“单列深沟球 轴承”一节。 图图 12 在混合负荷的情况下,尽管深沟球轴承和调心滚子轴承也适用,但最普遍使用的是单列 和双列角接触球轴承和单列圆锥滚子轴承(图 12)。此外,调心球轴承、 NJ 型和 NUP 型的圆柱滚子轴承,以及带有 HJ 角圈的 NJ 和 NU 型圆柱滚子轴承,都可用于轴向负荷相 对小的混合负荷(图 13 )。 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 8 图图 13 单列角接触球轴承、圆锥滚子轴承、NJ 型和 NUHJ 型圆柱滚子轴承以及推力调心滚 子轴承只可承受单向轴向负荷。 当轴向负荷为交替方向时, 这些轴承必须与另一个轴承组合。 因为这个原因,单列角接触球轴承可成为“通用轴承”,用于成对安装,而单列圆锥滚子轴 承可以提供成为 2 个单列轴承的配套组合。 当混合负荷中的轴向负荷很大时,可以与径向负荷分开,由另外一个轴承独立 支承。除了推力轴承之外,一些径向轴承,例如深沟球轴承或四点接触球轴承(图 14),也 适合用作这种独立支承。为了确保在这种情况下轴承只承受轴向负荷,轴承外圈的安装必须 带有径向间隙(如图)。 图图 14 外圈安装带径向间隙,适合轴向载荷轴承外圈安装带径向间隙,适合轴向载荷轴承 力矩负荷力矩负荷 当负荷对轴承发生偏心作用时,会产生倾斜力矩。双列轴承,例如双列深沟球轴承或双 列角接触球轴承,可承受倾斜力矩;但采用面对面、甚至背对背排列的配对单列角接触球轴 承或圆锥滚子轴承更为合适 (图 15)。 图图 15 允许的倾斜角(调心角)允许的倾斜角(调心角) 传动轴和轴承座之间的角位移可在以下情况产生,例如传动轴在运行负荷下弯曲(挠 曲),轴承座内的轴承支座所加工的高度各不相同,或者支承传动轴的轴承各有轴承座且相 隔太远。 刚性轴承,即深沟球轴承和圆柱滚子轴承,不能容许任何不对中,或仅能容许非常微小 的不对中,除非强加外力。但是,调心轴承,即调心球轴承、调心滚子轴承和推力调心滚子 轴承 (如 图 16),则能容许因运行负荷造成的不对中,也能够补偿因加工和安装误差产生 的初始不对中误差。可允许的不对中值见产品表中的文字介绍。如果预期的倾斜角(调心角) 超过了可允许值,请与RKB公司联系。 图图 16 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 9 带有球形调心座垫圈和座圈的 推力球轴承(图 17)能够补偿因加 工和安装误差产生的初始倾斜误差。 图图 17 精度精度 要求必须有较高旋转精度的配置(例如机床主轴配置)以及高速的应用场合,需要高精 度的轴承。 每类产品表格前的介绍正文中包含有关生产该轴承所依据的公差等级资料。 RKB 生产 范围广泛的高精度轴承,包括单列角接触球轴承、单列与双列圆柱滚子轴承和单向与双向角 接触推力球轴承等。 速度速度 允许工作温度限制了滚动轴承能够运行的速度, 见 “ 参考速度” 一节” 。 低摩擦轴承类型内部所产生的热相应较低,因此最适合用于高速运行。 要达到最高速度,当负荷为纯径向负荷时,可用深沟球 轴承和调心球轴承( 图 18 ;若是联合负荷,可用角接触 球轴承( 图 19)。 高精度的角接触球轴承尤其如此。 由于其设计结构的原因,推力轴承无法容许象径向轴承 那么高的速度。 图图 18 图图 19 低噪声运行低噪声运行 在某些应用场合,例如家用电器或办公设备的小型电动机,运行产生的噪音是重要因素, 可能影响轴承的选择。 RKB深沟球轴承就是专门为这些应用而生产的(图 18)。 刚性刚性 滚动轴承的刚性以轴承在载荷下的弹性变形(弹性)程度来说明。一般来说,这种变形 很小,可以忽略。但是,在一些情况下,例如对于机床主轴 上的轴承配置或小齿轮轴承配置,刚性很重要。 由于滚动部件和滚道之间的接触 条件,滚子轴承如圆柱滚子轴承(图 20a)或圆锥滚子轴承(图 20b)比 球轴承的刚性高。轴承刚性可通过施 加预载荷进一步提高,请参见“轴承图图 图图 20a 图图 20b 预载荷”一节 轴向偏移轴向偏移 轴或其它转动的机器部件一般由一个定位端轴承和一个非定位端轴承支撑。请参见“轴 承配置”一节。 定位端轴承在两个方向上为机器部件提供轴向定位。 最适合这一应用的轴承是能够承受 复合载荷或能同第二个轴承结合提供轴向导向的轴承。请参见“表格”。 非定位端轴承必须允许轴的轴向移动,这样轴承就不会在例如发生轴热膨胀时过载。 最 适合非定位端的轴承包括滚针轴承和 NU 及 N 设计的圆柱滚子轴承(图 21、图 22)。 也 可使 NJ 结构的圆柱滚子轴承和一些满滚子设计的圆柱滚子轴承。 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 10 图图 21 图图 22 图图 23 所有这些轴承都允许相对于轴承座在轴承内有轴向偏移。 轴承内允许的轴向偏移值可在 相应的产品规格表中找到。 如果使用不可拆式轴承作为非定位端轴承,例如深沟球轴承或调心滚子轴承(图 23)作 为非定位端轴承,其中一个轴承圈必须松配合。请参见“轴承的径向位置”一节。 安装和拆卸安装和拆卸 圆柱孔圆柱孔 带有圆柱孔的轴承如果是可分离设计而非不可分离的,尤其是两个轴承圈都有干涉配合 要求的话,就比较容易安装和拆卸。 如果需要频繁安装和拆卸,最好使用可分离轴承,因为 这些轴承,如四点接触球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承(图 24)以及推力 球轴承和推力滚子轴承带有滚动体和保持架组件的一个圈可以不受另一个圈的影响而独立装 配。 图图 24 圆锥孔圆锥孔 带有圆锥孔的轴承(图 25)可使用紧定套或退卸套(图 26)。 图图 25 图图 26 密封轴承密封轴承 密封件的选择对轴承的正常运转性能至关重要。RKB 提供的轴承采用 图图 27 图图 28 防尘盖(图 27)、 低摩擦密封(图 28)、 接触密封(图 29), 图图 29 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 11 可为许多应用场合提供经济而节省空间的解决方案。以下轴承备有多种尺寸 深沟球轴承 角接触球轴承 调心球轴承 圆柱滚子轴承 调心滚子轴承 两侧密封的轴承,均采用适当质量和数量的润滑脂加以填充。 另见“密封布置”。 轴承尺寸的选择轴承尺寸的选择 用于某种场合的轴承尺寸,可依据其相对于承受负荷的额定载荷以及使用寿命与可靠性 等要求进行初选。基本额定动载荷值 C 和基本额定静载荷值 C0,见产品表。轴承的动静载荷 状况必须分别核定。静载荷不仅是在轴承静止或转速很低(n 100 000 表表 8 铁路车辆用轴箱轴承与组件的规格寿命指导值铁路车辆用轴箱轴承与组件的规格寿命指导值 车辆类型车辆类型 规格寿命规格寿命 百万公里 货车,基于连续使用作用的最大轴负荷 0,8 大众交通车辆郊区火车,地下车辆,轻轨和有轨电车 1,5 主要线路长途客车 3 主要线路柴油和电气多重组件 3 ... 4 主要线路柴油和电气机车 3 ... 5 轴承动负荷轴承动负荷 轴承动负荷轴承动负荷 -轴承动负荷的计算轴承动负荷的计算 如果外力例如动力传输产生的力、工作压力或惯性力 是已知或可以算出的话,那么作 用在轴承上的负荷可根据力学定律计算。 为简化起见,在计算单一轴承的负荷构成时,可将 轴视为搁在刚性、无力矩支撑体上的一条梁。不考虑轴承、轴承箱或机器结构中的弹性变形, 也不考虑由轴偏斜引起的力矩。 如果一个轴承配置需要使用类似袖珍计算器之类的便携式辅助工具进行计算时,这些简 化是必要的。计算基本额定负荷和当量轴承负荷的标准方法是基于类似的假设。 也可以不作以上假设,而是基于弹力理论来计算轴承负荷,但这需要使用复杂的计算机 程序。在这些程序中,轴承、轴和轴承箱被视为一个系统中有弹性的部件。 例如,外力可来自轴及其所携带部件本身的重量、或者是车辆的重量,以及其它的惯性 力;这些外力要么是已知,要么可以通过计算求出。然而,在确定工作力(机床内的滚动力、 剪切力等等)、冲击力和附加动态力(例如由不平衡产生的力)时,通常有必要依靠通过在 类似机器或轴承配置上获得的经验而作出的估计。 齿轮传动系齿轮传动系 在齿轮传动系中, 理论齿应力可以从传输的动力和齿轮齿的设计特性中计算出来。 然而, 还有附加的动态作用力,要么由齿轮本身产生,要么由驱动端或者动力输出端产生。在齿轮 中的附加动态作用力由轮齿外形的误差和旋转部件的不平衡产生。因为无噪音运转的需要, 齿轮按高标准的精确度制造,而且这些力通常来说都太小了,所以在进行轴承计算时可以忽 略不计。 从齿轮联带的机器运行类型和方式产生的附加作用力,只有工作条件已知时,才能确定。 这些力对额定轴承寿命的影响,作为一个 “操作”系数来考虑,这系数包括了冲击负荷和齿 轮的效率。不同操作环境条件下的操作系数值一般都会在齿轮生产商公布的资料中查到。 皮带传动皮带传动 在计算皮带传动式轴承的负荷时,有必要考虑皮带的有效拉力切线力,这个力取决于 传动力矩。皮带拉力需要乘上一个系数,这系数取决于皮带类型、预加负载、皮带张紧力和 其它额外的动态力。数值通常由皮带制造商公布。万一找不到有关资料,可以用以下的数值 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 16 齿型带 1,1 至 1,3 V 型带 1,2 至 2,5 平型带 1,5 至 4,5 当轴间距离短、在重型或冲击负载应用状态下,或者在皮带张紧力大时,取较大值。 轴承动负荷轴承动负荷 - 当量轴承动负荷当量轴承动负荷 如果发现使用上述信息得出的计算轴承负荷 F 能够达到基本额定动负荷 C 的要求,即负 荷强度和方向不变,而且向心轴承仅承受径向负荷,推力轴承仅承受作用于中心的轴向负荷, 则 P F,而且负荷可直接代入寿命公式。 在所有其它情况下,首先需要计算当量轴承动负荷。定义如下强度和方向不变的假设 负荷径向作用于向心轴承或轴向中心作用于推力轴承,如果施加上述负荷,如同轴承承受的 实际负荷一样,会对轴承寿命有同样的影响(图 2)。 向心轴承经常同时承受径向 和轴向负荷。如果作为结果的负荷 强度和方向不变,当量轴承动负荷 P 可以用如下一般公式计算 图图 2 P XFr YFa 其中 P 当量轴承动负荷,kN Fr 实际径向轴承负荷, kN Fa 实际轴向轴承负荷, kN X 轴承的径向负荷系数 Y 轴承的轴向负荷系数 如果比例 Fa/Fr超过特定的限制系数 e, 额外的轴向负荷仅影响单列向心轴承的当量动负 荷 P。对双列轴承,即使轻轴向负荷,一般也是明显的。 相同的一般公式还适用于可承受径向和轴向载荷的推力调心滚子轴承。对于只能承受纯 轴向载荷的推力轴承,即推力球轴承和推力圆柱,滚针和圆锥滚子轴承,只要载荷作用于中心, 公式可简化为 P Fa 计算当量轴承动负荷所需所有信息和数据,见每个产品章节的序言和产品表。 波动的轴承负荷波动的轴承负荷 在多数情况下负荷的强度会波动。应采用可变工作条件下的寿命计算公式,见“可变工作 条件下的寿命计算”。 负荷周期内的平均负荷负荷周期内的平均负荷 。 每个负荷周期内的工作条件可和公 称值稍有不同。假定工作条件如速度和负 荷方向相当稳定,而且负荷强度始终在最 低值 Fmin和最高值 Fmax之间变化(图解 13),可从以下公式得出平均负荷 Fm F最小 2F最大/3 图表图表 13 载荷平均载荷平均 图表图表 14 旋转载荷图表旋转载荷图表 15 旋转载荷旋转载荷 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKBRKB 17 旋转负荷旋转负荷 如果如图解 14 所示,轴承负荷由强度和方向不变的负荷 F1(如转子的重量)和旋转定 负荷 F2(如不平衡负荷)组成,平均负荷可下式求出 Fm fm F1 F2 系数 fm的数值可从图解 15 得出。 轴承的动负荷轴承的动负荷-最小负荷最小负荷 在负荷非常轻的情况下,负荷和使用寿命之间的关系不是十分明显。 起决定作用的是疲 劳以外的其它失效机理。 为了达到满意的工作状态,滚动轴承必须一直承载一个给定的最小负荷为了达到满意的工作状态,滚动轴承必须一直承载一个给定的最小负荷。。经验显示滚子 轴承的最小负荷大约等于 0,02C,球轴承的最小负荷大约等于 0,01C。如果轴承的加速度很 高, 并且速度达到产品表上所列的极限速度的 50左右或更高, 那么这个最小负荷就显得更 为重要,见“速度和振动”。 至于不同轴承种类的最小负荷如何计算,有关建议见各产品章节。 用静负荷承载能力来选择轴承的尺寸用静负荷承载能力来选择轴承的尺寸 如果存在以下情况之一,就要根据额定静负荷 C0,而不是轴承寿命来选择轴承的尺寸 – 轴承是静止的并需要承受持续或间歇冲击的负荷; – 轴承承受负荷的同时在缓慢摆动或对中转动; – 轴承在负荷下以非常低的速度n 0,06 C 涡轮,油泵, 100 至 14040 至 100 40 至 65 m5 m61 内燃机,发动机, 140 至 200100 至 140 65 至 100 m6 齿轮传动装置, 200 至 280140 至 200 100 至 140 n6 木工机床 - 200 至 400 140 至 280 p6 级 - - 280 至 500 r62 - - 500 r72 铁路重型车辆轴箱 - 50 至 140 50 至 100 n62 ,牵引电动机,轧钢机- 140 至 200 100 至 140 P6 级 2 超高载荷并且困 难 工作条件带振动 负荷 P0,12C - 200 140 r62 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKB 55 表表 T1(续)(续) 实心钢轴的配合实心钢轴的配合有圆柱形内孔的径向轴承(精密轴承除外)有圆柱形内孔的径向轴承(精密轴承除外) 条件条件 范例范例 轴径,轴径,mm 公差公差 球轴承 圆柱 及圆锥滚子轴承 调心滚子轴承 机床 8 至 240 - js43 - 25 至 40 js4 j53 - 40 至 140 k4 k53 - 140 至 200 m53 对运转要求高精 确 度轻载荷 P≤ 0,06 C - 200 至 500 n53 内圈静止负荷内圈静止负荷 内圈在轴上需轴 向 在不旋转的 g64 位移 轴上车轮 内圈在轴上不需 轴 皮带张紧轮,绳槽轮 h6 向位移 仅有轴向负荷仅有轴向负荷 轴承应用 ≤ 250 ≤250 ≤ 250 j6 所有类型 250 250 250 js6 1括符内的公差一般适用圆锥滚子轴承及单列角接触球轴承, 它们也可被用在其他种类的轴承,只要速度中等,且轴承内部游隙的变动量不明显。 2可能需要径向内部游隙比正常值更大的轴承 3括符内的公差适用圆锥滚子轴承。高精度轴承,请参阅 表 T2 4大型轴承可选用 f6 公差,以方便置换。 表表 T2实心钢轴的配合量较高精度的径向轴承实心钢轴的配合量较高精度的径向轴承 轴承类型轴承类型 轴径,轴径, mm 公差公差 用于以下公差等级的轴承 P5 P4 角接触球轴承角接触球轴承 有旋转的外圈负荷 8 - 240 - h4 有旋转的内圈负荷 8 - 240 - js4 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 - js4 - 有圆柱孔 45 - 140 - k4 150 - 200 - m5 220 - 240 - n5 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 1 js5 - - 45 - 140 k5 - 150 - 200 m5 - 220 - 240 n5 - 表表 T3实心钢轴的配合量推力轴承实心钢轴的配合量推力轴承 条条 件件 轴径,轴径,mm 公差公差 仅轴向负荷仅轴向负荷 推力球轴承 - h6 圆柱滚子推力轴承 - h6 h8 圆柱滚子与保持架推力组件 - h8 径向与轴向联合负荷作用于径向与轴向联合负荷作用于 球面滚子推力轴承球面滚子推力轴承 轴垫圈上的静态负荷 ≤ 250 j6 250 js6 轴垫圈上有旋转负荷,或者 ≤ 200 k6 负荷方向不确定 200 至 400 m6 400 n6 表表 T4实心钢轴的配合量较高精度的推力轴承实心钢轴的配合量较高精度的推力轴承 轴承类型轴承类型 轴径,轴径, mm 公差公差 用于以下公差等级的轴承 P4 角接触推力球轴承角接触推力球轴承 单向 12 - 110 h4 双向 25 - 200 h4 表表 T5铸铁和铸钢轴承箱的配合量对开式或者非对开式铸铁和铸钢轴承箱的配合量对开式或者非对开式 条件条件 举例举例 公差公差 外圈的位移外圈的位移 负荷方向不定负荷方向不定 轻和正常负荷P ≤ 0,12 C, 中型电机泵,曲轴轴承 J7 通常能够位移 轴向 dis-外圈的轴向位移 是可取的 静态外圈负荷静态外圈负荷 各种负荷 一般工程,铁路轴箱 H71 能够位移 轻和正常负荷 P ≤ 0,12 C 一般工程 H8 能够位移 带有工作条件简单 热传导贯通轴 干燥唧筒,大型有球面 G72 能够位移 滚子轴承的滚子轴承 1对于大型轴承(D250mm)以及外圈与轴承箱之间的温度差别10℃的情况, 应使用 G7 而不是 H7。 2对于大型轴承(D250mm)以及外圈与轴承箱之间的温度差别10℃的情况, 应使用 F7 而不是 G7。 A-PDF Split DEMO 技术概论技术概论 RKB 56 表表 T6铸铁和铸钢轴承箱的配合量非对开式轴承箱内的径向轴承(精密轴承除外)铸铁和铸钢轴承箱的配合量非对开式轴承箱内的径向轴承(精密轴承除外) 条件条件 举例举例 公差公差 外圈的位移外圈的位移 旋转外圈负荷旋转外圈负荷 轴承的重负荷 滚子轴承轮毂, P7 不能位移 在薄壁轴承箱内, 大