滚动轴承的额定动载荷疲劳寿命及额定静载荷-NSK

18192.1额定动载荷在JIS标准之中，对基本额定动载荷作了如下定义。滚动轴承的基本额定动载荷，是全体轴承的90%不发生疲劳破坏且内圈总转数达100万转时所能承受的载荷；向心轴承采用使内、外圈发生单一径向相对位移的径向载荷；推力轴承采用中心轴向载荷。这一基本额定动载荷可以利用表1所示计算公式求出。该计算公式的依据是G.Lundberg&A.Palmgren理论，1962年纳入ISOR281-1962，日本于1965年3月制定了JISB1518-1965。后来，这些标准经过若干修订，分别形成了ISO281-1990和JISB1518。滚动轴承的疲劳寿命，可以利用下列计算公式求出。 式中 L∶ 额定疲劳寿命(106rev.) P∶ 当量动载荷(N),{kgf} C∶ 基本额定动载荷(N),{kgf}在表1的计算公式中，系数ƒc值因轴承结构类型而有所差异，如表2〜3所示。向心球轴承的ƒc值等同于JISB1518，向心滚子轴承的ƒc值改为测出的最大值。因此，可以说按照加工精度与材料确定的系数ƒc值已经20年未曾变更。其间，除轴承材料外，加工精度也有了显著的质量飞跃，实际轴承寿命也大为延长。对于这类轴承，采用反映出寿命延长效果的额定动载荷来计算疲劳寿命，是比较合适的。基于这一思路，在ISO281-1990、JISB1518中采用乘以额定系数bm来增大基本额定动载荷的办法。额定系数bm，参见表4。2.滚动轴承的额定动载荷、疲劳寿命及额定静载荷表1基本额定动载荷计算公式区　分球 轴 承滚 子 轴 承向 心 轴 承单列推力轴承依据常规材料及加工量的额定系数按轴承各部件形状、加工精度及材料规定的系数1套轴承内的滚动体列数公称接触角(°)每列滚动体数球的直径(mm)计算采用的滚子直径(1)(mm)滚子有效长度(mm)计算公式中使用的代号及其含义注(1) 滚子长度中央直径。圆锥滚子轴承采用假定滚子大小端均未倒角的直径算术平均值，在非对称凸面滚子中，采用滚子与无挡边滚道（通常指外圈）之间空载接点时，则取滚子直径的近似值计算。备考∶ 球轴承的计算公式的Dw1.8在Dw＞25.4mm时，为3.647Dw1.4＝90°≠90°bm:fc:i::Z:Dw:Dwe:Lwe:bmfc(icos)0.7Z2/3Dw1.8bmfcZ2/3Dw1.8bmfc(cos)0.7tanZ2/3Dw1.8bmfc(iLwecos)7/9Z3/4Dwe29/27bmfcLwe7/9Z3/4Dwe29/27bmfc(Lwecos)7/9tanZ3/4Dwe29/27球轴承为∶ L＝ ()3………(1)滚子轴承为∶ L＝ ()10/3……(2)CPCPααααααααα2021表2向心球轴承的fc值fcDwcosDpw(1)0.050.060.070.080.090.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.360.3846.7{4.76}49.1{5.00}51.1{5.21}52.8{5.39}54.3{5.54}55.5{5.66}57.5{5.86}58.8{6.00}59.6{6.08}59.9{6.11}59.9{6.11}59.6{6.08}59.0{6.02}58.2{5.93}57.1{5.83}56.0{5.70}54.6{5.57}53.2{5.42}51.7{5.27}50.0{5.10}44.2{4.51}46.5{4.74}48.4{4.94}50.0{5.10}51.4{5.24}52.6{5.37}54.5{5.55}55.7{5.68}56.5{5.76}56.8{5.79}56.8{5.79}56.5{5.76}55.9{5.70}55.1{5.62}54.1{5.52}53.0{5.40}51.8{5.28}50.4{5.14}48.9{4.99}47.4{4.84}17.3{1.76}18.6{1.90}19.9{2.03}21.1{2.15}22.3{2.27}23.4{2.39}25.6{2.61}27.7{2.82}29.7{3.03}31.7{3.23}33.5{3.42}35.2{3.59}36.8{3.75}38.2{3.90}39.4{4.02}40.3{4.11}40.9{4.17}41.2{4.20}41.3{4.21}41.0{4.18}单列深沟球轴承单、双列角接触球轴承双列深沟球轴承调心球轴承注∶(1) Dpw是球节圆直径备注{ }内的数值是计算kgf值时的系数表3向心滚子轴承的fc值注∶(2) Dpw是球节圆直径备注 1上表的fc值适用于滚子长度方 向应力分布基本均等的轴承。2{ }内的数值是计算kgf值时 的系数fcbm表4额定系数bm值DwecosDpw(2)0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.3052.1{5.32}60.8{6.20}66.5{6.78}70.7{7.21}74.1{7.56}76.9{7.84}79.2{8.08}81.2{8.28}82.8{8.45}84.2{8.59}86.4{8.81}87.7{8.95}88.5{9.03}88.8{9.06}88.7{9.05}88.2{9.00}87.5{8.92}86.4{8.81}85.2{8.69}83.8{8.54}1.31.11.15轴承类型向心轴承带座外球面轴承用球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承滚动轴承的额定动载荷、疲劳寿命及额定静载荷推力轴承1.31.31.31.31.11.11.11.31.151.111带装填球口的球轴承深沟球轴承磁电机球轴承角接触球轴承调心滚子轴承圆锥滚子轴承实体滚针轴承球轴承调心滚子轴承圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承滚针轴承αα22232.2当量动载荷轴承承受的载荷，虽有单一径向载荷或轴向载荷，但是，实际上却往往是同时承受径向载荷与轴向载荷的联合载荷，而且其大小和方向也会发生变化。在这种情况下，计算轴承疲劳寿命不能直接采用轴承承受的载荷。为此，就要假定一个在各种旋转条件与载荷条件下，都能保证与轴承实际疲劳寿命等同，大小恒定，且通过轴承中心的假想载荷。这一假想载荷，称为当量动载荷。设径向当量载荷为Pr，径向载荷为Fr，轴向载荷为Fa，接触角为，则径向当量载荷与轴承载荷的关系将近似于下列公式轴向载荷系数随接触角而变;滚子轴承接触角恒定，与轴向载荷无关;但单列深沟球轴承与角接触球轴承的接触角却随着轴向载荷加大而增大。接触角的这种变化，可以用基本额定静载荷C0r与轴向载荷Fa的比值来表示。为此，在表1中列出了该比值相应接触角的轴向载荷系数。角接触球轴承在接触角增至25°、30°、40°时，可以忽略常规工况下接触角变化对轴向载荷系数产生的影响。当同时承受径向载荷与轴向载荷、接触角≠90°时，推力轴承的轴向当量载荷Pa为:Pr＝XFr＋YFa………………(1)式中,X∶ 径向载荷系数 Y∶ 轴向载荷系数Pa＝XFr＋YFa………………(2)圆锥滚子轴承调心滚子轴承调心球轴承角接触球轴承表1系数X及Y值备注∶ 1使用2套同型号单列角接触球轴承时， (1) 采用DF成对双联或DB成对双联时，适用双列轴承的X、Y值。但在求轴向载荷比值C0r/Fa时， C0r值为成对双联轴承C0r的1/2。 (2) 采用DT成对双联时，适用单列轴承的X、Y值，C0r值为成对双联轴承C0r值的1/2。 2 本表中轴向载荷比C0r/Fa的求法与JIS及ISO标准有所不同。C0rFa15°5101520253050510152025305025°30°40°—45°60°11111—11———00000—00———0.560.440.410.390.35—0.50.40.660.92tan1.261.491.641.761.851.922.131.101.211.281.321.361.381.4411.231.361.431.481.521.551.61Fa/Fr≦e0.72X1.791.972.082.142.212.242.34YFa/Fr＞e0.870.760.57—2.50.4cot1111111—11.181.901.5tan0.920.780.550.42cot—0.45cot0.590.550.670.670.630.570.65—0.670.660.92tan1.411.240.930.65cot—0.67cot1110.350.290.270.250.240.230.200.510.470.440.420.410.400.39e0.680.801.141.5tan0.21.5tan1.252.171.5tan————————————XYXYXYFa/Fr＞eFa/Fr≦e轴承结构类 型单列深沟球轴 承推力球轴承磁电机球轴承推力滚子轴承单列轴承双列轴承参见表1滚动轴承的额定动载荷、疲劳寿命及额定静载荷ααααααααααααα24252.3三列组合角接触球轴承的当量动载荷当使用角接触球轴承并要求承受较大轴向载荷时，如图所示，采用3套单列轴承组合的方法，组合方法有3种，分别以联装代号DBD、DFD、DTD来表示。在计算这种组合轴承的疲劳寿命时，与单列轴承或双列轴承一样，也采用由轴承承受的径向载荷与轴向载荷求出的当量动载荷进行计算。设当量动载荷为Pr，径向载荷为Fr，轴向载荷为Fa，则径向当量动载荷与轴承载荷的关系将近似于下式。Pr＝XFr＋YFa………………(1)轴向载荷系数，会随着接触角而变化。接触角较小的角接触球轴承在轴向载荷增大时，接触角也会变大。接触角的这一变化，可以用基本额定静载荷C0r与轴向载荷Fa的比值来表示。因此，接触角为15°的角接触球轴承，就表示与该比值相应接触角的轴向载荷系数。接触角为25°、 30°、40°的角接触球轴承因其接触角的变化对轴向载荷系数的影响可以忽略不计，故而轴向载荷系数视为恒值。三列中，1套轴承承受轴向载荷型代号DBD或DFD表1三组合角接触球轴承的系数X及YC0rjFa15º25º30º—1.51≦eY＞eeXXY组合方式三列中，2套轴承承受轴向载荷型代号DBD或DFD三列串列型代号DTD三列组合球轴承的基本额定载荷40º——15º25º30º40º15º25º30º40º——————31—————————510152025305051015202530505101520253050111111111112.282.512.642.732.802.852.980001.701.451.0200.640.700.740.760.780.800.830.480.410.290.950.410.390.350.880.840.760.440.580.540.520.462.372.612.762.852.932.983.110.870.760.571.881.641.231.101.211.281.321.361.381.441.461.611.701.751.811.831.911.161.010.760.510.470.440.420.410.400.390.680.801.140.680.801.140.510.470.440.420.410.400.390.510.470.440.420.410.400.390.680.801.14载荷方向接触角jFaFrFaFrC0rCr一套轴承的2.16倍一套轴承的2.16倍一套轴承的2.16倍一套轴承的3倍一套轴承的3倍一套轴承的3倍式中,X∶ 径向载荷系数 Y∶ 轴向载荷系数参见表1滚动轴承的额定动载荷、疲劳寿命及额定静载荷（）（）（）DBDDFDDTDα26272.4载荷、转速变化时的平均载荷当作用于轴承的载荷纷繁变化的时候，为了使计算寿命与载荷工况的轴承疲劳寿命等同，就要先求出平均载荷，而后再计算疲劳