高速高精度日本原產(chǎn)NTN進口軸承6317ZZC3/5K

東莞市西力軸承有限公司
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4.考慮足夠的承載能力

軸承選型時除正確選擇軸承類型外，所選軸承是否具有足夠的承載能力也是要考慮的關鍵因素。計算軸承受力得出軸承理論壽命是常用的衡量軸承承載能力的方法。冶金齒輪箱根據(jù)不同的應用，一般都會有軸承理論壽命的要求，例如有些齒輪箱要求軸承壽命不低于5萬h，有些應用要求不低于3萬h。通常在計算軸承壽命時，為得到保守軸承壽命，一般軸承旋轉(zhuǎn)速度選用平均工況條件轉(zhuǎn)速來替代旋轉(zhuǎn)速度。齒輪箱傳動在功率恒定條件下，轉(zhuǎn)速降低會導致扭矩提高，而扭矩提高會導致軸承受力變大。軸承壽命與轉(zhuǎn)速成1∶1反比關系，但與受與許多貨車制造商合作，Timken進行了一系列的試驗去了解這種現(xiàn)象和開發(fā)防止這種失效的解決辦法。到目前為止，研究已經(jīng)表明，采用強迫滾子慢轉(zhuǎn)可改進軸承的這種性能，這點可以用幾何修正軸承內(nèi)邊來實現(xiàn)。隨滾子座圈轉(zhuǎn)動，滾子被適當潤滑，從而防止了摩擦腐蝕。

采用非線性有限元分析予測軸承性能

Timken已經(jīng)開發(fā)了一種先進的非線性有限元分析法(F.E.A)，采用它不僅能予測變速箱軸承的性能，而且還同樣可予測齒輪和箱體的性能(參考6)。

本文每個軸承用二個節(jié)點來表示，用來分別模擬錐體和外圈的移動矢量qnqiaxu。

對于每個節(jié)點采用5個移動分量(3個位移和2個轉(zhuǎn)角)，去計算終的赫茨(Hertzian)變形和滾子上的負荷。采用加于各滾子上的載荷分量，確定終的受力矢量{}(3個力和2個力矩)。因為受載滾子數(shù)隨載荷大小而變以及滾子座圈的赫茨接觸區(qū)是非線性的，所以力矢量{}和移動矢量ob6yl1y之間關系是非線性的。

此外，5個移動間存在一個有效的聯(lián)系，即例如錐體轉(zhuǎn)角的變化，或錐體的軸向位移將影響錐體上的終徑向負荷。

為用戶在其有限元方法內(nèi)樂意采用軸承單元的一個新的、極好的分析關系式已經(jīng)開發(fā)出來了，用戶可以用該非線性有限元分析式編制程序，對于每個軸承已給定出三個Timken參量C1、C2和C3，所以用戶可寫出一簡單的關系式。

也可提供一個簡單化線性化的軸承剛度，使用戶可采用一個線性的有限元分析關系式，相同的錐體節(jié)點和外圈節(jié)點分別作為一個軸和箱體的節(jié)點。軸習慣用B24F單元描述的，而箱體剛度用戶通常采用不同單元和許多節(jié)點來計算，對于一個變速箱箱體的網(wǎng)格需要10000至20000個節(jié)點。

舉例，如采用6個外圈，Timken要求增加大的箱體網(wǎng)格，轉(zhuǎn)
力成10倍關系，即軸承受力增大一倍，軸承壽命會降低10倍。對于一些重載及轉(zhuǎn)速較低的應用，理論軸承壽命結果通常無法真實反映軸承性能，通常主要考慮軸承額定當量與軸承受力比值是否大于安全系數(shù)，更的方法是通過分析軟件計算軸承滾子的大接觸應力。

軸承公差配合

冶金齒輪箱軸承通常處于重負載、沖擊載荷、高轉(zhuǎn)速或低轉(zhuǎn)速等苛刻的運行環(huán)境中，正確地選取軸承公差配合不僅利于軸承的安裝，同時可確保重載和沖擊載荷條件下軸承不會出現(xiàn)跑圈情況。一般來說，軸承旋轉(zhuǎn)部件采用過盈配合，靜止不動的部件采用間隙配合。軸承實際過盈配合范圍不僅根據(jù)軸承大小變化，而且在重載和高轉(zhuǎn)速應用條件下應采用比常規(guī)應用條件更大的過盈配合。在選用英制圓錐滾子軸承時，應注意英制軸承與公制軸承自身公差帶的差異而相應調(diào)整配合軸及軸承座公差尺寸的范圍。英制軸承內(nèi)外圈直徑公差范圍均為“加公差”，與公制軸承正好相反。若軸與軸承座公差范圍依然按照公制軸承選取，英制軸承內(nèi)外圈均會出現(xiàn)過渡配合情況，導致軸承外圈安裝困難而內(nèi)圈易跑圈，影響軸承使用壽命。英制軸承具體公差配合尺寸應參照軸承供應商推薦尺寸。與英制軸承相比，公制大尺寸軸承公差配合選取較為簡單，對于重載、軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈靜止的應用條件，內(nèi)徑尺寸范圍320~500mm的大尺寸調(diào)心或圓柱滾子軸承，軸可采用r6公差范圍。對于內(nèi)徑尺寸超過500mm的調(diào)心或圓柱滾子軸承，軸可采用r7公差范圍。調(diào)心或圓柱滾子軸承座公差范圍均可選用H7或G7。

軸承初始游隙

圓錐滾子軸承初始游隙與球軸承、調(diào)心和圓柱滾子軸承定義不同，是指軸向游隙(BEP)，其他軸承均為徑向游隙(RIC)。軸承的初始游隙決定了軸承安裝及運轉(zhuǎn)后的工作游隙。軸承的游隙決定了軸承工作承載區(qū)的大小，軸承初始游隙選擇太大會導致軸承工作承載區(qū)偏小，即承受力的滾子數(shù)量較少，導致軸承壽命降低。

圓錐滾子軸承游隙選擇太大還可能出現(xiàn)滾子磨損或撞擊保持架，導致保持架斷裂的情況發(fā)生。軸承初始游隙選擇太小會導致軸承發(fā)熱嚴重，出現(xiàn)軸承抱死和燒毀等情況。

冶金齒輪箱軸承初始游隙應根據(jù)軸的過盈配合量及軸承旋轉(zhuǎn)速度推算得出。當齒輪箱軸承內(nèi)圈與軸過盈配合時，軸承內(nèi)圈外徑會膨脹并吃掉部分初始游隙，初始游隙減掉過盈配合損失的游隙即為軸承的安裝游隙(MEP)。一般對于內(nèi)徑尺寸不超過400mm的英制雙列圓錐滾子軸承，安裝后的游隙范圍應不大于0.5mm。對于內(nèi)徑超過400mm的大尺寸軸承，安裝后的大游隙范圍可放大到0.6mm左右。

冶金齒輪箱軸承初始游隙選擇一般不考慮環(huán)境溫度，而只考慮軸承內(nèi)外圈差值溫度，因為環(huán)境溫度會導致軸熱膨脹，但軸承座環(huán)境溫度的影響也會導致熱膨脹。軸承安裝后的游隙(MEP)減掉軸承內(nèi)外圈差值溫升吃掉的游隙，得到終軸承運行游隙(OPE)。冶金齒輪箱大圓錐滾子軸承出于安全考慮，終運行游隙一般不允許出現(xiàn)負游隙。公制圓柱與調(diào)心滾子軸承初始游隙的選取方法與圓錐滾子軸承類似但更簡單，通常對于大尺寸、軸承內(nèi)圈過盈配合、外圈間隙配合和重載應用條件，軸承初始游隙可采用標準C3游隙范圍。

軸承安裝尺寸在這些接觸應力下產(chǎn)生的滾動體與滾道的變形總量約為滾動體直徑的0.0001倍。

向心軸承與推力軸承的基本額定靜負荷分別稱作徑向基本額定靜負荷與軸向基本額定靜負荷，用Cor與Coa表示，其數(shù)值載于軸承尺寸表。

２、當量靜負荷

當量靜負荷是指一種假想負荷，當軸承靜止或轉(zhuǎn)速極低時，該假想負荷下承受負荷的滾動體與滾道的接觸面中央產(chǎn)生與實際負荷條件下相同的接觸應力。

向心軸承與推力軸承的當量靜負荷分別采用通過軸承中心的徑向負荷與通過軸承中心線的軸向負荷。當量靜負荷由式１７到式２０計算：
 
當量靜負荷可由下式計算：


這里：

  Por:徑向當量靜負荷，N{kgf}
  Poa:軸向當量靜負荷，N{kgf}
  Fr:徑向負荷，N{kgf}
  Fa:軸向負荷，N{kgf}
  Xo:徑向靜負荷系數(shù)
  Yo:軸向靜負荷系數(shù)（靜負荷系數(shù)Xo與Yo載于軸承尺寸表）      
      

３、安全系數(shù)

軸承的允許當量靜負荷雖取決于軸承的基本額定靜負荷，但由于上述變形量（局部凹陷量）決定的軸承使用限度則隨對軸承的性能要求及使用條件而有所不同。

因此，為分析基本額定靜負荷的安全度，根據(jù)

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