轴承寿命计算

滚动轴承寿命计算辅导一、基本概念：㈠、滚动轴承主要失效形式及设计准则：1、疲劳点蚀失效：是指滚动轴承的滚动体或内外圈上出现的点蚀斑点。设计准则：防止产生疲劳点蚀失效需进行寿命计算。Lh≧〔Lh〕2、塑性变形失效：是指内外圈或滚动体产生过量的塑性变形。设计准则：防止产生塑性变形失效需进行静负荷计算。PO≦〔PO〕3、磨损失效：是指内外圈或滚动体的过量磨损。设计准则：防止产生磨损失效需限制转速。nmax≦nlim㈡、滚动轴承寿命计算中的基本概念：1、滚动轴承寿命：是指滚动轴承内外圈或滚动体在发生第一个疲劳点蚀前总转动次数或总工作时间。注：滚动轴承寿命是相当离散的，即同一批生产出的同类滚动轴承，其寿命相差很大。2、可靠度R：由于滚动轴承寿命的离散性，需对生产的滚动轴承的进行抽样试验，以检验滚动轴承的合格率。设抽样试验件数为NT，在特定的载荷下进行加载试验。经过一个特定的时间（转次L或时间LH）后，其中有Nf件发生点蚀。滚动轴承的可靠度R：R=×注：滚动轴承的可靠度与试验中所加的载荷和试验时间有关。国标规定：①、滚动轴承试验载荷C：对向心类和角接触类滚动轴承的试验载荷是纯径向载荷。C=Cr(Fr)对仅能承受轴向载荷的推力轴承的试验载荷是纯轴向载荷。C=Ca(Fa)②、试验时间：L=106转次。③、在试验载荷为C，试验时间为L=106转次时，滚动轴承的可靠度R≧90%时，滚动轴承合格。3、基本额定寿命L或Lh：滚动轴承的额定寿命是指滚动轴承在可靠度R=90%，试验载荷为C时的寿命，即是试验时间106转次。L=106转次。4、基本额定动载荷C：滚动轴承的额定动负荷C是指在可靠度R=90%，试验时间为106转次时轴承所能承受的最大载荷，既是滚动轴承的试验载荷。注：各类滚动轴承的额定动负荷C可查机械设计手册确定。5、滚动轴承的寿命计算：滚动轴承寿命计算是解决当实际滚动轴承上承受的载荷不等于额定动负荷时，滚动轴承的寿命是多少？即：滚动轴承上载荷P=C时，轴承寿命是L=106转次。当滚动轴承上实际动负荷P≠C时，轴承寿命L或Lh=?。注：滚动轴承寿命计算是防止轴承产生疲劳点蚀失效所进行的计算：实际L≧〔L〕或Lh≧〔Lh〕式中〔L〕、〔Lh〕是滚动轴承预期寿命，可查教材或手册确定。滚动轴承寿命曲线：寿命曲线二、滚动轴承寿命计算：㈠、计算公式：Lh=(ε或：Lh=(ε式中：①、ε是轴承的寿命指数，对于球轴承ε=3，对于滚子轴承ε=10/3。②、n是轴承转速：n越高，轴承寿命越低，当P一定时，n增加一倍，轴承寿命减少一倍；当转速n一定时，P增加一倍，轴承寿命减少（1/2）ε倍。③、C是基本额定动载荷，可查手册确定。④、P当量动负荷：即将轴承上实际载荷（Fr和Fa）转化为与基本额定动负荷C方向相同后的载荷。当量动载荷P的计算：P=XFr+YFa式中：X、Y分别是径向载荷和轴向载荷折算系数；Fr和Fa是轴承所承受的径向和轴向载荷。㈡、轴承寿命计算步骤：1、轴承上径向载荷Fr和轴向Fa载荷计算:⑴、径向载荷Fr计算：计算方法：应用求梁的支反力方法利用力平衡方程式求解径向力。例：求下列各图中轴承A、轴承B的径向力FAr和FBr:A图B图C图求解方法：∑mA=0,可求得FBr，∑mB=0,可求得FAr。注：在列力矩平衡方程式时应注意FA对支反点力矩的计算。2、轴承轴向力FAa和FBa的计算：⑴、向心类（α=0°）轴承：轴向力FA由它指向的轴承承受，如下图：FAa=FAFBa=0⑵、角接触轴承（0°≦α≦90°）①、先计算轴承派生内部轴向力和和计算见教材表14-8。FAa和FBa的计算：Fa=比较取大值。FAa=FBa=“±”确定：当另一轴承内部轴向力方向与FA方向相同时取“+”，相反时取“-”。例：教材例14-1。FAa==FA2==1400FBa==FA1==22803、当量动载荷P计算：P=XFr+YFa⑴、X、Y系数确定：查表14-7确定e值。比较各轴承的与e值，查表14-7确定X、Y值。计算PA、PB的值：PA=XAFAr+YAFAaPB=XBFBr+YBFBa比较PA和PB，其中大的P轴承寿命低。4、轴承寿命计算：将（PA、PB）大值带入轴承寿命计算公式中计算轴上轴承寿命。典型例题：图示某悬臂布置的齿轮轴，两端轴承为6208，已知Fn=2000N,α=45°。试求：⑴、两轴承的径向力FAr、FBr和轴向力FAa、FBa。⑵、哪个轴承寿命低？为什么？⑶、试计算轴承寿命。（F′=0.7Fr，e=0.7）主要解题步骤：①、FR=Fn*sin(α),FA=Fn*cos(α):②、计算径向力FAr、FBr：∑mA=0FBr*2L+FR*L=0求得FBr=FR/2∑mB=0FAr*2L-FR*3L=0求得FAr=FR3/2③、计算轴承内部轴向力：=0.7*FAr=0.7&*FR3/2=0.7*FBr=0.7*FR/2注意内部轴向力方向判别：④、计算轴向力FAa、FBa：FAa比较取大值FBa比较取大值⑤、计算轴承当量动载荷PA、PB：比较：与e与e查表14-7确定X、Y值。计算PA、PB的值：PA=XAFAr+YAFAaPB=XBFBr+YBFBa比较PA和PB，其中大的P轴承寿命低。⑥、轴承寿命计算：将（PA、PB）大值带入轴承寿命计算公式中计算轴上轴承寿命：Lh=(ε6208为球轴承，ε=3。5如图示，某轴由一对角接触球轴承支承，轴承面对面安装（即外圈窄边相对），受力情况如图所示。已知：径向载荷Fr1=1500N，Fr2=2600N；外加轴向力Fa=900N，轴承内部轴向力Fs=0.7Fr。求：两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2。NFFrs10507.011NFFrs18207.022NFFFasa920900182021NFFsa105011取大值NFa10501NFFsa182022NFFFsaa1950900105012取大值NFa195026一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的角接触球轴承支承如图6示。已知两轮上的轴向力分别为Fa1=3000N，Fa2=5000N，方向如图。轴承所受径向力FR1=8000N，FR2=12000N。冲击载荷系数fd=1。求两轴承的当量动载荷P1、P2。（12分）12Fr1Fr2Fa图61．）求内部派生轴向力S1、S2的大小方向S1=0.68R1=0.68×8000=5440NS2=0.68R2=0.68×12000=8160N，方向如图所示。2）．求外部轴向合力FAFA=Fa2－Fa1=5000－3000=2000N，方向与Fa2的方向相同，如图所示。3）．求轴承所受的轴向力A1、A2∵S2+FA=8160+2000=10160N，S2+FA＞S1=5440N，轴承1被压紧。∴A1=S2+FA=10160N，A2=S2=8160N4）．轴承的当量动载荷P1、P2据：A1/R1=10160/8000=1.27＞e=0.68，得：X1=0.41，Y1=0.87P1=fd（X1R1+Y1A1）=0.41×8000+0.87×10160=12119N据：A2/R2=8160/12000=0.68=e，得：X2=1，Y2=0P2=fd（X2R2+Y2A2）=12000NFR2FR1下午13：00—17：00度。全体员工都必须自觉遵守工作时间，实行不定时工作制的员工不必打卡。3.1.2.2打卡次数：一日两次，即早上上班打卡一次，下午下班打卡一次。3.1.2.3打卡时间：打卡时间为上班到岗时间和下班离岗时间；3.1.2.4因公外出不能打卡：因公外出不能打卡应填写《外勤登记表》,注明外出日期、事由、外勤起止时间。因公外出需事先申请，如因特殊情况不能事先申请，应在事毕到岗当日完成申请、审批手续，否则按旷工处理。因停电、卡钟（工卡）故障未打卡的员工，上班前、下班后要及时到部门考勤员处填写《未打卡补签申请表》，由直接主管签字证明当日的出勤状况，报部门经理、人力资源部批准后，月底由部门考勤员据此上报考勤。上述情况考勤由各部门或分公司和项目文员协助人力资源部进行管理。3.1.2.5手工考勤制度3.1.2.6手工考勤制申请：由于工作性质，员工无法正常打卡（如外围人员、出差），可由各部门提出人员名单，经主管副总批准后，报人力资源部审批备案。3.1.2.7参与手工考勤的员工，需由其主管部门的部门考勤员(文员)或部门指定人员进行考勤管理，并于每月26日前向人力资源部递交考勤报表。3.1.2.8参与手工考勤的员工如有请假情况发生，应遵守相关请、休假制度，如实填报相关表单。3.1.2.9外派员工在外派工作期间的考勤,需在外派公司打卡记录;如遇中途出差,持出差证明,出差期间的考勤在出差地所在公司打卡记录;3.2加班管理3.2.1定义加班是指员工在节假日或公司规定的休息日仍照常工作的情况。A．现场管理人员和劳务人员的加班应严格控制，各部门应按月工时标准，合理安排工作班次。部门经理要严格审批员工排班表，保证员工有效工时达到要求。凡是达到月工时标准的，应扣减员工本人的存休或工资；对超出月工时标准的，应说明理由，报主管副总和人力资源部审批。B．因员工月薪工资中的补贴已包括延时工作补贴，所以延时工作在4小时（不含）以下的，不再另计加班工资。因工作需要，一般员工延时工作4小时至8小时可申报加班半天，超过8小时可申报加班1天。对主管(含)以上管理人员，一般情况下延时工作不计加班，因特殊情况经总经理以上领导批准的延时工作，可按以上标准计加班。3.2.2.2员工加班应提前申请，事先填写《加班申请表》，因无法确定加班工时的，应在本次加班完成后3个工作日内补填《加班申请表》。《加班申请表》经部门经理同意，主管副总经理审核报总经理批准后有效。《加班申请表》必须事前当月内上报有效，如遇特殊情况，也必须在一周内上报至总经理批准。如未履行上述程序，视为乙方自愿加班。3.2.2.3员工加班，也应按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认；有打卡记录但无公司总经理批准的加班，公司不予承认加班。3.2.2.4原则上，参加公司组织的各种培训、集体活动不计加班。3.2.2.5加班工资的补偿：员工在排班休息日的加班，可以以倒休形式安排补休。原则上，员工加班以倒休形式补休的，公司将根据工作需要统一安排在春节前后补休。加班可按1：1的比例冲抵病、事假。3.2.3加班的申请、审批、确认流程3.2.3.1《加班申请表》在各部门文员处领取，加班统计周期为上月26日至本月25日。3.2.3.2员工加班也要按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认。各部门的考勤员(文员)负责《加班申请表》的保管及加班申报。员工加班应提前申请，事先填写《加班申请表》加班前到部门考勤员(文员)处领取《加班申请表》，《加班申请表》经项目管理中心或部门经理同意，主管副总审核，总经理签字批准后有效。填写并履行完审批手续后交由部门考勤员(文员)保管。3.2.3.3部门考勤员（文员）负责检查、复核确认考勤记录的真实有效性并在每月27日汇总交人力资源部，逾期未交的加班记录公司不予承认。