軸承fafr是什麼意思

㈠ 在實際設計中，如何確定軸承的軸向載荷和徑向載荷才能計算出當量載荷呢

我也遇到類似問題 請樓主告知如何計算的 謝謝~

㈡ 滾動軸承的失效形式及選擇計算

1.滾動軸承的失效形式

（1）疲勞點蝕：軸承工作時，作用於軸上的力是通過軸承內圈、滾動體、外圈傳到機座上，使滾動體與內、外圈滾道的接觸表面產生接觸應力。由於內、外圈要做相對運動，滾動體沿滾道滾動，所以接觸表面的接觸應力按脈動循環規律變化。當應力循環次數達到一定值後，在滾動體或內、外圈滾道的表層金屬將發生剝落，即形成疲勞點蝕，從而使軸承產生振動和雜訊，旋轉精度下降，影響機器的正常工作。疲勞點蝕是滾動軸承的主要失效形式。

（2）塑性變形：當軸承的轉速很低（n＜10r/min）或間歇擺動時，一般不會發生疲勞點蝕，此時軸承往往因受過大的靜載荷或沖擊載荷，使內、外圈滾道與滾動體接觸處的局部應力超過材料的屈服點而產生塑性變形，形成不均勻的凹坑，使軸承失效。

2.軸承的壽命與壽命計算

（1）軸承的壽命：滾動軸承的壽命是指軸承中任何一個滾動體或內、外圈滾道上出現疲勞點蝕前軸承轉過的總轉數，或在一定轉速下總的工作小時數。

一批類型、尺寸相同的軸承，由於材料、加工精度、熱處理與裝配質量不可能完全相同，即使在同樣條件下工作，各個軸承的壽命也是不同的，壽命最長與最短的相差可達幾十倍，因此人們很難預測出單個軸承的具體壽命。為了保證軸承工作的可靠性，在國標中規定以基本額定壽命作為計算依據。

軸承的基本額定壽命是指一批相同的軸承，在同樣條件下工作，其中10％的軸承產生疲勞點蝕時轉過的總轉數，以L₁₀表示。

基本額定壽命為10⁶r時軸承所能承受的載荷稱為基本額定動載荷，以C表示。軸承在基本額定動載荷作用下，工作10⁶r不發生疲勞點蝕的可靠度是90％。對於徑向接觸軸承C是徑向載荷，軸向接觸軸承C是中心軸向載荷，向心角接觸軸承C是載荷的徑向分量。各種類型和不同尺寸軸承的C值查機械設計手冊。

（2）壽命計算：軸承基本額定壽命的計算式為：

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

式中：L₁₀為軸承的基本額定壽命，10⁶r；F_P為當量動載荷，見本節之當量動載荷計算；ε為壽命指數，球軸承ε＝3，滾子軸承ε≈10/3。

實際計算時，人們習慣於以時間L_h（h）作為軸承的壽命。若軸承轉速為n（r/min），則軸承壽命計算的另一表達式為

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

當軸承的工作溫度高於120℃時，會降低軸承的壽命，影響基本額定動載荷；工作中的沖擊和振動，將使軸承實際工作載荷加大，故在計算時應分別引入溫度系數ft（表2-11）和載荷系數f_p（表2-12）對C值和F_p值加以修正。此時軸承的壽命計算式為：

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

表2-11 溫度系數f_t

表2-12 載荷系數f_p

3.當量動載荷的計算

當量動載荷是一個假想載荷，在這個載荷作用下，軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。

對於僅能承受徑向載荷的圓柱滾子軸承，當量動載荷為軸承的徑向載荷F_r，即

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

對於只能承受軸向載荷的推力球軸承，當量動載荷為軸承的軸向載荷F_a，即

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

對於能同時承受徑向和軸向載荷的深溝球軸承、調心軸承和向心角接觸軸承，當量動載荷的計算式為

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

式中：F_r為軸承所受的徑向載荷；F_a為軸承所受的軸向載荷；X為徑向載荷系數，見表2-13；Y為軸向載荷系數，見表2-13。

查表2-13時，對於深溝球軸承和7000C型角接觸球軸承，需先計算F_a/C₀，查出e值，再計算F_α/F_r並與e比較後才能確定X、Y值。

表2-13 徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y

註：1.C₀為軸承的基本額定靜載荷，查機械設計手冊。

2.e為系數X和Y不同值時F_a/F_r適用范圍的界限值。

3.對於F_a/C₀的中間值，其e和Y值可由線性內插法求得。

4.向心角接觸軸承軸向載荷的計算

如圖2-9所示，由於向心角接觸軸承有接觸角α，故軸承在受到徑向載荷作用時，承載區內每一個滾動體的法向力F_Qi可分解成徑向分力F_Ri和軸向分力F_Si。各滾動體軸向分力之和F_S^（F_S＝∑_iF_Si^{）將使軸承外圈與內圈沿軸向有分離的趨勢，故這類軸承都應成對}使用反向安裝。

圖2-9 向心角接觸軸承的內部軸向力

F_S是在徑向載荷作用下產生的軸向力，通常稱為內部軸向力，其大小按表2-14所給公式求出，方向（對軸而言）沿軸向由軸承外圈的寬邊指向窄邊。

向心角接觸軸承在成對使用時實際所受的軸向載荷F_a，除與外加軸向載荷F_A有關外，還應考慮內部軸向力F_S的影響。

表2-14 向心角接觸軸承內部軸向力F_S

註：Y值查機械設計手冊。

圖2-10為角接觸球軸承的兩種安裝方式，圖2-10a為兩外圈的窄邊相對，圖2-10b為兩外圈的寬邊相對。F_A為外加軸向載荷，F_S1、F_S2分別為軸承1、2的內部軸向力，兩軸承所受的實際軸向載荷，可根據力平衡條件求出。

圖2-10 角接觸軸承的軸向載荷分析

對於軸承1：因F_S2與F_A方向相反，故軸承所受軸向載荷應通過比較F_S1與F_S2-F_A的大小來確定。

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

對於軸承2：因F_S1與F_A方向相同，故軸承所受軸向載荷應通過比較F_S2與F_S1＋F_A的大小來確定。

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

如果外加軸向載荷F_A方向與圖示方向相反，則應取（-F_A）代入公式計算。

5.滾動軸承的靜載荷計算

軸承靜載荷計算的目的是防止軸承產生過大的塑性變形。

軸承在某一載荷作用下，若受載最大的滾動體與內、外圈滾道接觸處的接觸應力達到：球軸承———4200MPa（調心球軸承4600MPa），滾子軸承———4000MPa，這個載荷稱為基本額定靜載荷，以C₀表示。實踐表明，軸承在不超過該載荷作用下能正常工作。因此，基本額定靜載荷是軸承靜載荷的計算依據。對於徑向接觸軸承，C₀是徑向載荷；對於向心角接觸軸承，C₀是載荷的徑向分量；對於軸向接觸軸承C₀是中心軸向

載荷。軸承在工作時，如果同時承受徑向載荷與軸向載荷，則應按當量靜載荷進行計算。當量靜載荷是一個假想載荷，軸承在這個載荷作用下，受力最大處的滾動體與內、外圈滾道塑性變形量總和與實際載荷作用下塑性變形量總和相等。對於徑向接觸軸承和向心角接觸軸承，當量靜載荷是徑向載荷；對於軸向接觸軸承，當量靜載荷是軸向載荷。當量靜載荷以F_P0表示，它與實際載荷的關系是

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式中：F_r為軸承所受的徑向載荷；F_a為軸承所受的軸向載荷；X₀為靜徑向載荷系數，見表2-15；Y₀為靜軸向載荷系數，見表2-15。

表2-15 靜徑向載荷系數X₀與靜軸向載荷系數Y₀

當計算結果F_P0＜F_r時，應取F_P0＝F_r

按靜載荷計算的強度條件是

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式中：C₀為軸承的基本額定靜載荷，查機械設計手冊；S₀為安全系數，見表2-16。

表2-16 安全系數S₀

㈢ 什麼是軸承的極限轉速和摩擦系數

軸承的極限轉速是指不產生導致燒傷的摩擦發熱並可連續旋轉的界限值。
因此，軸承的極限轉速取決於軸承的類型、尺寸和精度以及潤滑方式、潤滑劑的質量、保持架的材料和型式、負荷條件等各種因素。
各類軸承採用脂潤滑及油潤滑（油浴潤滑）時的極限轉速分別載於各軸承尺寸表，其數值表示標准設計的軸承在一般負荷條件（C/P>=13,Fa/Fr<=0.25左右）下旋轉時轉速的界限值。
極限轉速的修正：負荷條件C/P<13（即當量動負荷P超過基本額定動負荷C的8％左右），或承受的合成負荷中的軸向負荷超過徑向負荷的25％時，要用下式對極限轉速進行修正。
na=f1*f2*n
這里na：修正後的極限轉速，rpm
f1：與負荷條件有關的修正系數f2：與合成負荷有關的修正系數
n
：一般負荷條件下的極限轉速，rpm（參照軸承尺寸表）
C
：基本額定動負荷，N{kgf}
P
：當量動負荷，N{kgf}
Fr：徑向負荷，N{kgf}
Fa：軸向負荷，N{kgf}
帶密封圈球軸承的極限轉速
帶接觸式密封圈（RS型）球軸承的極限轉速受到密封圈接觸面線速度的限制，允許線速度取決於密封圈的橡膠材質。
高速旋轉注意事項：軸承在高速旋轉、尤其是轉速接近或超過尺寸表記載的極限轉速時，主要應該注意如下事項：
（1）使用精密軸承
（2）分析軸承內部游隙（考慮溫升產生的軸承內部游隙減少量）
（3）分析保持架的材料的型式（對於高速旋轉，適合採用銅合金或酚醛樹脂切制保持架。另外也有適用於高速旋轉的合成樹脂成型保持架）
（4）分析潤滑方式（採用適用於高速旋轉的循環潤滑、噴射潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等潤滑方式）
軸承的摩擦系數（參考）
為便於與滑動軸承比較，滾動軸承的摩擦力矩可按軸承內徑由下式計算：
M=uPd/2
這里M：摩擦力矩，mN.m{kgf.mm}
u：摩擦系數，軸承負荷，N{kgf}
d：軸承公稱內徑，mm
摩擦系數u受軸承型式、軸承負荷、轉速、潤滑方式等的影響較大。

㈣ 什麼是當量動載荷

當量動載荷是一個具有恆定方向和大小的載荷。於是使用此載荷作軸承壽命的理論計算將模擬實際軸承壽命。

這個載荷在為向心軸承作計算時稱之為徑向當量動載荷。在為推力軸承作計算時就稱為軸向當量動載荷。分為徑向當量動載荷和軸向當量動載荷。

:滾動軸承若同時承受徑向和軸向聯合載荷，為了計算軸承壽命時在相同條件下比較，在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷，用P表示。

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換算後的載荷稱為當量動載荷,是一個假想載荷。符號為P。在當量動載荷P作用下的軸承壽命,與工作中的實際載荷作用下的壽命相等。當量動載荷P的計算公式是P=fp(XFr+YFa)

式中：

Fr為軸承所受的徑向載荷(N)，即軸承實際載荷的徑向分量；

Fa為軸承所受的軸向載荷(N)，即軸承實際載荷的軸向分量；

X為徑向載荷系數，將實際徑向載荷轉化為當量動載荷的系數；

Y為軸向載荷系數，將實際軸向載荷轉化為當量動載荷的系數。

fP為載荷系數,考慮沖擊力、慣性力、軸與軸承座變形所產生的附載入荷的系數。

對於只能承受純徑向載荷的向心圓柱滾子軸承，滾針軸承，螺旋滾子軸承以及對於只能承受純軸向載荷的推力軸承，只要分別令式中的Fr或Fa為0，即可計算P。