轴承是电机产品的重要零部件,因不同的电机及不同的使用工况,标准的轴承不一定能适应其实际的需求。规范的轴承厂家在与客户确定供货关系时,要对电机的性能及对应的使用工况进行必要的了解,并通过一些周密的计算从材料、加工过程工艺等方面进行一些专制或特制,尽力做到轴承与电机的最佳匹配。今天Ms.参将某知名轴承厂家对于轴承寿命计算及相关联的因素影响与大伙做一个分享,以求在轴承的选择方面有一些提示。
变化工作条件下的寿命计算
在某些应用中,轴承负荷的大小和方向会随着时间而改变,还可能有转速、温度、润滑条件和污染程度等的变化。因此,必须对变化的负荷条件作分阶段的当量负荷计算,否则无法直接计算出轴承寿命。
因此,对于变动的工作条件,有必要将负荷变化的模式或工作周期,减至有限数量较简单的负荷条件。对于持续变动的负荷,可以将负荷变化的模式,根据每个不同的负荷范围累加,将其筒化成有定负荷段的柱状图。每一个负荷段都以运行时间的百分比或分数来表示。由于重负荷与中等负荷消耗轴承寿命的速度要比轻负荷的快,所以在负荷图中,必须把冲击负荷和最大负荷独立分辨出来,即使在这些负荷下作用的时间很短,或甚至只有数转。
在每一工作制内,可以把轴承负荷和工作条件用固定的平均值来表示。然后根据每一负荷段所需的工作小时或转数,计算该负荷段的分段寿命。例如,N1表示某工作时隔在负荷P1下所需的转数,N表示该应用工作周期的总转数,即分段寿命U1=N1/N将在负荷条件P1下使用,其计算寿命为L10m1。在变化的工作条件下,轴承的寿命可用式(1)估算:
式(1)中:
L10m-----轴承的额定寿命,百万转;
L10m1、L10m2、L10m3……-----固定条件1、2、3……下的额定寿命,百万转;
U1、U2、U3……-----条件1、2、3……下的分段寿命;
U1+U2+U3+……+Un=1
在某特定的条件下,必须要得到负荷的详细变化情况,才可以应用以上的计算方法。利用某些常用的工作条件或标准的工作周期,也可推导出负荷的变化模式。
工作温度对轴承寿命的影响
轴承在工作中,其尺寸会因材料结构的改变而变化。这种变化受到温度、时间及应力的影响。为避免在工作中因材料的结构改变而发生不允许的尺寸变化,轴承材料必须经过特殊的热处理。
根据不同的轴承类型,标准的轴承是以淬透和感应淬火热处理的钢材制成,建议的最高工作温度在至℃之间。可以达到的最高工作温度与热处理的工艺过程有直接的关系。部分类型的轴承有更详细的说明,可参见其相应的产品介绍部分。
如果某应用的正常工作温度高出建议的最高温度,应选用稳定级数较高的轴承。如果轴承需要连续在高温下工作,轴承的动负载能力可能需要作出调整。轴承在高温下要保持可靠的运行,必须选用合适的润滑剂以保持其润滑特性,还须确保密封件、保持架等材料能在相同温度下工作。
尺寸稳定级数可保持尺寸的稳定的温度℃
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