轴承的尺寸必须足以确保其够坚固,以在确定的运行工况下提供所要求或/期望的使用寿命。
轴承可被视为由部件组成的系统滚道滚动体、保持架、密封(如有)和润滑剂(图 1),每个部件的性能都有助于决定轴承的性能和使用寿命(图 2),考虑以下方面:
L轴承 = f (L滚道, L滚动体, L保持架, L润滑油, L密封件)
图 1 - 轴承系统寿命
图 2 - 性能和相关的轴承系统部件
滚动体和滚道上的滚动接触疲劳- 这是大部分应用中决定轴承寿命的主要因素。
当轴承静止或缓慢摆动时,承受重载导致的滚动体和滚道永久变形;或当轴承旋转时承受冲击载荷所导致的滚动体和滚道永久变形。
保持架类型或保持架材料 - 可能限制运转速度或允许的加速度或温度。
接触式密封唇口的速度限制 - 可决定高允许转速,而高允许转速将影响运行温度,从而影响使用寿命。
润滑剂寿命 - 当润滑剂老化时,所导致的润滑状况不良会迅速缩短轴承寿命。
设备的运行条件决定着上述哪些因素对轴承性能和寿命产生的影响最严重。
本章节就确定所需的轴承尺寸提供指导。
滚动接触疲劳或永久变形对滚动体或滚道的影响与轴承尺寸直接相关。保持架类型和材料的影响与轴承尺寸无关。在闭式轴承中,润滑剂和内置密封的影响与轴承尺寸仅有间接关系。
因此,可用于确定适用轴承尺寸的两个主要标准是:
根据额定寿命选择尺寸:该标准以所需的额定寿命为基础,考虑滚动接触疲劳可能的影响,并要求在预期的工况下计算轴承的额定寿命。
根据静载荷选择尺寸:该标准以轴承可以承受的静载荷为基础,考虑永久变形可能产生的影响,并要求计算轴承的静载荷安全系数 。
图 3 显示这两个选型标准以及相关的轴承额定寿命和静载荷安全系数,具体详情将在相关的子章节中进行描述。
图 3 - 轴承尺寸主要选型标准以及相关的轴承额定寿命和安全系数
应采用的选型标准取决于轴承的运行工况:
对于轴承在典型工况中运行的应用 - 即正常转速、良好的润滑条件,且不承受重载或冲击载荷 - 请使用根据额定寿命选择尺寸。
对于轴承以非常低的速度运行的应用,或在静止条件、极差的润滑条件或偶尔会产生冲击载荷条件下运行时,请使用根据静载荷选择尺寸。
请注意,有些应用必须同时考虑两种选型标准,例如,在运行周期中偶尔会产生冲击载荷的情况。此外,对于轴承承受轻载的应用,还必须考虑小载荷要求。
在轴承尺寸确定之后,要进行下一步骤之前,请确认轴承尺寸确定后的检查清单。
诸如强度和适用性等轴承部件的其他特性,会在轴承选型过程的其他部分包括润滑和轴承设置以及产品章节中进行介绍。除了考虑轴承尺寸外,考虑上述特性可确保您能获得较佳的轴承性能。