球-圆柱滚子组合转盘轴承承载能力的计算

转盘轴承的分析与分类

转盘轴承的分析与分类转盘轴承又称反转支承，是一种可以接受归纳载荷的大型轴承，可以一起接受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。转盘轴承通常带有设备孔、内齿轮或外齿轮、光滑油孔和密封设备，因此能使主机描绘布局紧凑，引导简洁，保护简单。轴易购 PRS转盘轴承有无齿式，外齿式和内齿式的四点触摸球轴承、双排角触摸式球轴承穿插圆柱滚子轴承、穿插圆锥滚子轴承和三排圆柱滚子复合轴承四个系列，其间四点触摸球轴承具有较高的静负荷才能，穿插圆柱滚子具有教高的动负荷才能，穿插圆锥滚子轴承的预过盈能使轴承具有较大的支撑刚性和反转精度，三排圆柱滚子组合轴承因为承载才能的进步引向轴承高度，各种力气分别由不一样滚道接受，所以相同受力状况下，其轴承直径可大大缩。 PRS转盘轴承广泛用于起重机械、采掘机械、建筑机械、港口机械、船只机具以及高精度的雷达机械和导弹发射架等设备的大型反转设备上。一起PRS也可以依据用户的具体需求描绘、开发、出产各种独特布局转盘轴承。转盘轴承有以下几种类型：三排组合滚子转盘轴承，三排滚柱式反转支承具有三个座圈上下及径向滚道各自分隔，使得每一排滚柱的负荷都能切当地加以断定。可以一起接受各种载荷，是四种产物中承载才能最大的一种，轴径向尺度都较大，布局结实，独特适用于需求较大的直径的重型机械，如斗轮式挖掘机、轮式起重机、船式起重机、钢水运转台及大吨位汽起重机等机械上。双排角触摸球转盘轴承，双排球式反转轴承有三个座圈，钢球和阻隔块可直接排入上下滚道，依据受力状况，组织了上下两排直径不一样的钢球。单排四点触摸球转盘轴承，由两个座圈组成，布局紧凑、重量轻、钢球与圆弧滚道四点触摸，能一起接受轴向力、径向力和倾翻力矩。反转式输送机、焊接操作机、中小型起重机和挖掘机等工程机械均可选用。单排穿插滚子转盘轴承，单排穿插滚柱式反转支承，由两个座圈组成，布局紧凑、重量轻、制作精度高，安装空隙。园沧熬纫蟾撸还鲋1：1穿插摆放，能一起接受轴向力、较大径向力和倾翻力矩。被广泛用于起重运送、工程机械和军工产物。这种开式安装十分便利，上下圆弧滚道的承载角都为九十度，能接受很大的轴向力和倾翻力矩，当径向力大于0.1倍的轴向力时滚道须独特描绘。双排球型反转支承的轴向、径向尺度都比较大、布局巩固。独特适用于中等以上直径的塔式起重机、汽车起重机等装卸机械上。

滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则

1.滚动轴承的受力分析滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。图6滚动轴承径向载荷的分析图7角接触轴承的载荷作用中心 2.滚动轴承的载荷计算（1）滚动轴承的径向载荷计算一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。

图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力 1)滚动轴承的轴向载荷计算当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。按一半滚动体受力进行分析，有 FS ≈ 1.25 Frtan α(1) 计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。表-5 角接触轴承附加轴向力公式轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承

标准滚动轴承承载能力计算

标准滚动轴承承载能力计算在跟踪架通用轴系中，标准滚动轴承是重要的部件，轴承的承载能力计算是轴系设计中的关键问题。采用通用轴系后，地平式跟踪架水平轴两端的轴承主要承受径向载荷，同时承受一定量的轴向载荷。垂直轴上的轴承要承载垂直轴及上部转体的负荷，载荷较大；另一方面垂直轴为了满足强度和刚度的要求，轴径一般较大，轴承的尺寸与轴要相互配合，因此使用时必须考虑轴承的尺寸和轴向承载能力。同时为了减少跟踪架的成本，尽量采用轴承厂批量生产的轴承。角接触球轴承按公称接触角分为15°、25°、40°三种类型，公称接触角越大，轴向承载能力越强。目前批量生产的角接触球轴承，尺寸最大是接触角为25°的7244AC，其外形尺寸为220 ×400×65。下表中给出了7244AC 轴承的相关参数轴承额定载荷选取的流程为：（1）计算滚动轴承的当量载荷在实际应用中，根据跟踪架承载状况先估算出轴承承受的径向载荷和轴向载荷，则可计算出此时轴承的当量动载荷P 为：式中X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数； ——载荷系数。（2）基本额定动载荷 C 选取计算出轴承实际工作时的当量载荷后，当轴承的预期使用寿命选定，轴承最大转速n可知时，可计算出轴承应具有的基本额定动载荷C′，在手册中选择轴承时，所选轴承应满足基本额定载荷 C > C′。

式中 ——温度系数，可从机械设计手册中查得； ε——寿命指数，球轴承取3，滚子轴承取10/3。由于角接触轴承的径向承载能力大于轴向承载能力，而其在垂直轴上的应用主要承受较大轴向载荷，因此必须考虑其轴向承载能力。（3）轴承受轴向载荷时承载能力分析在轴承转速不高时，可以忽略钢球离心力和陀螺力矩的影响，钢球与内外套圈的接触角相等。由赫兹接触理论得到轴承滚动体与内外滚道的接触变形和负荷之间的相互关系，可以表示为式中 —滚动体与内外滚道接触变形总量； K —系数； Q —滚动体承受载荷； t —指数，线接触时为0.9，点接触时为2/3。

回转支承选型计算

回转支承选型计算一、回转支承承载回转支承在使用过程中，一般要承受轴向力Fa，径向力Fr以及倾覆力矩Ｍ的共同作用，对不同的应用场合，由于主机的工作方式及结构型式不同，上述三种载荷的作用组合情况将有所变化，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。通常，回转支承的安装方式有以下两种型式——座式安装和悬挂式安装。两种安装形式支承承受的载荷示意如下：客户在选型时，若所用回转支承为座式安装，可按下面的选型计算来进行选型；若所用回转支承为悬挂式安装或其他安装型式，请与我公司技术部进行联系。二、回转支承的选型 1、结构型式的选择常用回转支承的结构型式有四种：单排球式、交叉滚柱式、双排球式、三排柱式。根据我们的经验和计算,有以下结论： ? Do ≤1800时，单排球式为首选型式；Do ＞1800时，优先选用三排柱式回转支承。 ? 相同外形尺寸的回转支承, 单排球式的承载能力高于交叉滚柱式和双排异径式。 ? Q系列单排球式回转支承，尺寸更紧凑，重量更轻，具有更好的性价比，为单排球式的首选系列。 2、回转支承的选型计算单排球式回转支承的选型计算 ①计算额定静容量 C O = 0.6× D O×do0.5 式中：C O─── 额定静容量, kN D O─── 滚道中心直径, mm do───钢球公称直径, mm ②根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷 Cp = Fa + 4370M/D O + 3.44Fr 式中：Cp ─── 当量轴向载荷， kN M ───倾覆力矩，kN·m Fa ───轴向力，kN Fr ───径向力，kN ③安全系数 fs = Co / Cp fs值可按下表选取三排柱式回转支承的选型计算 ①计算额定静容量 Co= 0.534×D O×do0.75 式中：C O───额定静容量, kN D O─── 滚道中心直径, mm do ─── 上排滚柱直径, mm ②根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷 Cp = Fa + 4500M/D O 式中：C p─── 当量轴向载荷， kN

机械设计习题与答案22滑动轴承

二十二章滑动轴承习题与参考答案一、选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是。 A. 确定轴承是否能获得液体润滑 B. 控制轴承的发热量 C. 计算轴承内部的摩擦阻力 D. 控制轴承的压强P 2 在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有。 3 巴氏合金是用来制造。 A. 单层金属轴瓦 B. 双层或多层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 D. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中，通常只用作双金属轴瓦的表层材料。 A. 铸铁 B. 巴氏合金 C. 铸造锡磷青铜 D. 铸造黄铜 5 液体润滑动压径向轴承的偏心距e 随而减小。 A. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的增大 B. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的减少 C. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的减少 D. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的增大 6 不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承。 A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀 7 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措

施中，最有效的是。 A. 减少轴承的宽径比d l / B. 增加供油量 C. 减少相对间隙ψ D. 增大偏心率χ 8 在情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 A. 重载 B. 高速 C. 工作温度高 D. 承受变载荷或振动冲击载荷 9 温度升高时，润滑油的粘度。 A. 随之升高 B. 保持不变 C. 随之降低 D. 可能升高也可能降低 10 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是。 A. 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B. 充分供应润滑油 C. 轴颈和轴承表面之间有相对滑动 D. 润滑油温度不超过50℃ 11 运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油的比值。 A. 质量 B. 密度 C. 比重 D. 流速 12 润滑油的，又称绝对粘度。 A. 运动粘度 B. 动力粘度 C. 恩格尔粘度 D. 基本粘度 13 下列各种机械设备中，只宜采用滑动轴承。 A. 中、小型减速器齿轮轴 B. 电动机转子 C. 铁道机车车辆轴 D. 大型水轮机主轴 14 两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为。 A. 液体摩擦 B. 半液体摩擦 C. 混合摩擦 D. 边界摩擦 15 液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是。 A. )1(m in χψ-=d h B. )1(m in χψ+=d h C. 2/)1(m in χψ-=d h D. 2/)1(m in χψ+=d h 16 在滑动轴承中，相对间隙ψ是一个重要的参数，它是与公称直径之比。 A. 半径间隙r R -=δ B. 直径间隙d D -=? C. 最小油膜厚度h min D. 偏心率χ 17 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于。 A. 便于装配 B. 使轴承具有自动调位能力 C. 提高轴承的稳定性 D. 增加润滑油流量，降低温升 18 采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于。 A. 提高承载能力 B. 增加润滑油油量 C. 提高轴承的稳定性 D. 减少摩擦发热 19 在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv 值的主要目的是防止轴承。

回转支承选型计算方法

回转支承选型计算方法万达回转支承技术科 1静态选型：静态参照载荷Fa’和M’的计算方法 ●单排四点接触球式单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45°和60°两种情况进行。 I、a＝45°Ⅱ、a＝60° Fa’＝(1.225·Fa+2.676·Fr)·fs Fa’＝(Fa+5.046·Fr)·fs M’＝1.225·M·fs M’＝M·fS 然后在曲线图上找出以上两点，其中一点在曲线以下即可。 ●单排交叉滚柱式 Fa’＝(Fa+2.05·Fr)·fs M’＝M·fs ●双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，当Fr≤10％Fa时，Fr忽略不计。当Fr>10％Fa时，必须考虑滚道内压力角的变化，其计算请与我们联系。 Fa’＝Fa·fs M’＝M·fs ●三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。 Fa’＝Fa·fs M’＝M·fs 2动态选型：对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司技术部联系。 3螺栓承载能力验算： 1）把回转支承所承受的最大载荷(没有乘静态安全系数fs)作为选择螺栓的载荷； 2）查对载荷是否落在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；

3）若螺栓承载能力不够，可重新选择回转支承，或与我公司技术部联系。表1 应用场合 fs fL 原则上，必须以作用在支承上的最大载荷做为静态计算值，这个载荷必须包括附加载荷和试验载荷。没有被列入表中的应用场合，可以参照表中与其相类似的工作条件和应用，选取静安全系数fL 。 *）上回转式塔机 M=空载时的反向倾覆力矩 M=幅度最大时的倾覆力矩 **）对于静安全系数fs 取1.45的应用场合，因平均负载较高和繁重的工作场合，应优先选择多排滚道式回转支承。浮式起重机（货物负载）汽车起重机（货物负载）船用甲板起重机（抓斗）焊接设备工作台（连续运转） 1.10 1.0 塔式起重机上回转* Mf≤0.5M 1.25 1.0 0.5M≤Mf≥0.8M 1.15 Mf≥0.8M 1.25 下回转 1.0 回转式起重机（货物负载）造船厂起重机装船机/卸船机 1.15 冶金起重机 1.45** 1.5 汽车起重机（抓斗式或处理繁重工作）回转式起重机（抓斗或吸盘）桥式起重机（抓斗或吸盘）浮式起重机（抓斗或吸盘） 1.7 斗轮挖掘机堆取料机悬臂输送机 2.15 近海起重机根据特殊的标准铁路起重机甲板起重机（货物负载） 1.00 在这些应用场合，工作条件变化相当大，比如对于不经常回转的情况下使用的回转支承，只要求静态校核。对于连续回转和间歇式情况下使用的回转支承，将需要进行动态寿命计算。堆料机输送车 1.10 绳索式挖掘机/索斗 1.25 小于等于1.5m3液压挖掘机 1.45 大于1.5m3液压挖掘机根据特殊的标准钢包回转台 1.75 注：f L 为动态安全系数，它必须结合动态承载曲线使用（动态承载曲线不包含在此样本中）。它来源于经验和试验，是基于最大工作载荷情况下的一个参考值、若需根据寿命选择回转支承时，请与我公司技术部门联系。

各类转盘轴承性能参数汇总

转盘轴承转盘轴承转盘轴承是一种能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合载荷，集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身的特殊结构的大型轴承。一般情况下，转盘轴承自身均带有安装孔、润滑油和密封装置，可以满足各种不同工况条件下工作的各类主机的不同需求；另一方面，转盘轴承本身具有结构紧凑、引导旋转方便、安装简便和维护容易等特点，被广泛用于起重运输机械、采掘机、建筑工程机械、港口机械、风力发电、医疗设备、雷达和导弹发射架等大型回转装置上。

概述转盘轴承是一种能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合载荷，集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身的特殊结构的大型轴承。[1] 基本结构（交叉滚子轴承）

回转支承的基本结构 [2]转盘轴承通常由内圈、外圈、滚动体、隔离块等四大部件构成。由于核心部件采用回转支承，因此可以同时承受轴向力、径向力。其形式很多，但结构组成基本大同小异。由左及右分别是（上部分）: 1.外圈（有齿或无齿）2.密封带3.滚动体（滚球或滚柱）4.加油嘴由左及右分别是（下部分）: 1.塞子2.锥销3.内圈（有齿或无齿）4.隔离块或保持架5.安装孔（丝孔或光孔） 01系列转盘轴承单排四点接触球式单排四点接触球式转盘轴承由内圈、外圈、钢球、隔离块四大部分组成，结构紧凑、重量轻、钢球与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力、径向力。回转式输送机、焊接操作机、中小型起重机和挖掘机等工程机械均可选用。 02系列转盘轴承双排异径球式双排球式转盘轴承有三个座圈，钢球和隔离块可直接排入上下滚道，根据受力状况，安排了上下两排直径不同的钢球。这种开式装配非常方便，上下圆弧滚道的承载角都为90°，能承受很大的轴向力和倾翻力矩。当径向力大于0.1倍的轴向力时，滚道须特殊设计。双排异径球式回转支承的轴向、径向尺寸都比较大，结构紧固。特别适用于要求中等以上直径的塔式起重机，汽车起重机等装卸机械上。系列转盘轴承-交叉滚子轴承

回转支承承载能力

影响回转支承承载能力的四个参数回转支承的失效形式有两种，一是滚道损坏，二是断齿，而滚道损坏占的比例达98%以上，因此我们说，滚道质量是回转支承质量的核心问题，影响回转支承滚道质量的因素较多，其中滚道淬火硬度、淬硬层深度、滚道曲率半径和接触角无疑是最重要的四个影响因素，它们以不同的方式影响着滚道质量，并决定了回转支承的承载能力和使用寿命。 ?滚道硬度回转支承滚道淬火硬度对其额定静容量影响较大，如以HRC55时额定静容量为标准1，则滚道硬度与额定静容量有下列对应关系：标准规定的最低硬度为HRC55，通常实际平均淬火硬度在HRC57左右，因此绝大多数回转支承实际承载能力均高于按HRC55计算的理论值。从上表也可看出当硬度低于HRC53时，即使留有1.2的安全系数，使用也不安全了，特别当硬度只有HRC50时，1.7倍的安全系数也形同虚设，非常危险。硬度不够极易造成回转支承失效，从滚道表面点蚀开始到坍塌结束。 ?滚道淬硬层深度滚道淬硬层深度目前尚无无损检测的方法，主要靠工艺和装备来保证，必要的淬硬层深度是回转支承滚道不产生剥落的保证。当回转支承受外负荷作用时，钢球与滚道的点接触就变成了面接触，是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆面，滚道除受压应力外，还受到剪切应力作用，最大剪切应力发生在表面下0.47a深处，因此滚道淬硬层深度须大于0.47a（一般取0.6a），这也是标准中根据钢球直径大小，而不是根据回转支承直径大小来规定淬硬层深度的原因，同时给出了具体最小保证值。深度不够又会对回转支承的承载能力产生什么样的影响呢？它定量化的描述是：额定静容量CO与淬硬层深度H0.908成正比，由此可计算出，将要求为4mm的淬硬层深度只淬到2.5mm，那么CO将由1降至0.65，由此而产生的回转支承失效形式为滚道剥落，即使采取焊补措施也无济于事。 ?滚道曲率半径这里的滚道曲率半径是指滚道在垂直剖面内的曲率半径，它与钢球半径的比值t（一般为1.04~1.08）的大小也显著影响着回转支承的额定静容量和动容量（寿命Lh），设t=1.04时为额定静容量和寿命均为1，则有下列对比关系：

液体动力润滑径向滑动轴承设计计算

液体动力润滑径向滑动轴承设计计算流体动力润滑的楔效应承载机理已在第四章作过简要说明，本章将讨论流体动力润滑理论的基本方程（即雷诺方程）及其在液体动力润滑径向滑动轴承设计计算中的应用。（一）流体动力润滑的基本方程流体动力润滑理论的基本方程是流体膜压力分布的微分方程。它是从粘性流体动力学的基本方程出发，作了一些假设条件后得出的。假设条件：流体为牛顿流体；流体膜中流体的流动是层流；忽略压力对流体粘度的影响；略去惯性力及重力的影响；认为流体不可压缩；流体膜中的压力沿膜厚方向不变。图12－12中，两平板被润滑油隔开，设板A 沿x 轴方向以速度v 移动；另一板B 为静止。再假定油在两平板间沿 z 轴方向没有流动(可视此运动副在z 轴方向的尺寸为无限大)。现从层流运动的油膜中取一微单元体进行分析。作用在此微单元体右面和左面的压力分别为p 及p p dx x ??? +???? ?，作用在单元体上、下两面的切应力分别为τ及dy y τ τ???+????? 。根据x 方向的平衡条件,得：整理后得根据牛顿流体摩擦定律,得，代入上式得该式表示了压力沿x 轴方向的变化与速度沿y 轴方向的变化关系。下面进一步介绍流体动力润滑理论的基本方程。 1．油层的速度分布将上式改写成（a）

对y 积分后得（c）根据边界条件决定积分常数C1及C2: 当y=0时,v= V；y=h(h为相应于所取单元体处的油膜厚度)时,v=0,则得：代入（c）式后,即得（d）由上可见,v由两部分组成：式中前一项表示速度呈线性分布，这是直接由剪切流引起的；后一项表示速度呈抛物线分布，这是由油流沿x方向的变化所产生的压力流所引起的。 2、润滑油流量当无侧漏时,润滑油在单位时间内流经任意截面上单位宽度面积的流量为：将式(d)代入式(e)并积分后,得（f）设在 p=p max处的油膜厚度为h0(即时当润滑油连续流动时,各截面的流量相等,由此得：整理后得该式为一维雷诺方程。它是计算流体动力润滑滑动轴承(简称流体动压轴承)的基本方程。可以看出,油膜压力的变化与润滑油的粘度、表面滑动速度和油膜厚度及其变化有关。经积分后可求出油膜的承载能力。由雷诺方程及图示的压力分布也可以看出,在h>h0段,速度分布曲线呈凹形，，即压力沿x方向逐渐增大；而在h

转盘轴承力矩载荷下的变形计算

转盘轴承力矩载荷下的变形计算摘要:通过分析四点接触转盘轴承受倾覆力矩时的套圈位移与接触变形、轴承接触角变化的关系，得出转盘轴承倾覆力矩载荷下套圈倾角变形计算公式，为转盘轴承力矩载荷下变形提供了精确的计算方法。最后用所得的力矩计算公式进行实例计算，并做出力矩-变形曲线。关键词:四点接触;转盘轴承;力矩载荷;变形计算转盘轴承主要用在起重、建筑工程等大型机械设备中，国内也对其进行了较多的研究。转盘轴承主要承受的是轴向力和倾覆力矩，而在很多情况下，倾覆力矩是轴承的主要载荷。在力矩作用下，轴承的转角变形将很大的影响着整个机械的刚度和工作精度等性能。所以有必要对转盘轴承力矩载荷承载-变形关系进行分析。以往的转盘轴承在力矩作用下变形计算公式复杂，且计算过程中有时难以收敛。这里对四点接触转盘轴承承载时变形的几何关系进行分析，得到轴承转角位移与接触变形的关系计算式。在此基础上，推导出转盘轴承的倾覆力矩与变形计算式。一、转盘轴承的受力变形四点接触转盘轴承受倾覆力矩时，轴承内、外套圈产生相对倾角，设外圈保持固定不动。忽略倾角引起的径向位移，则受力后的处在位置角i处滚珠(0≤<)由于转角而引起的轴向位移为: ai= cosi (1) 式中:Dw——滚珠中心圆直径(mm)。转盘轴承的套圈位移和滚珠接触变形如图1所示。在外沟道曲率中心Oe建立坐标系，变形前的内沟道中心为Oi，坐标分别为(x，y)。变形后的内沟道中心Oii，坐标分别为(xi，yi)。A和Ai分别是变形前后的沟道中心距。

则变形前内外沟道中心距: A=re+ri-Dw(2) 式中:ri、re——内、外沟道曲率半径(mm); Dw——滚珠直径(mm)。变形前内沟道曲率中心Oi的坐标(x，y): y=Acos(3) 式中:——初始接触角 x=Asin (4) 转盘轴承受矩载荷引起内外套圈位移后，位置角i处内、外圈沟道曲率中心距为: Ai=re+ri-(Dw-i)(5) 式中:i——内外套圈和滚珠接触变形总量(mm)。套圈移动后内沟道曲率中心Oii坐标(xi，yi): yi=Aicosi (6) xi=Aisini(7) 式中:i ——套圈位移后，位置角i处的接触角。即有Ai=(8) 轴承位移前后内沟道曲率中心的坐标关系: xi=x+ai(9) yi=y(10) 由式(3)、式(6)、式(8)、式(9)和式(10)可以得到转盘轴承受力位移后的接触角:

轴承设计寿命计算公式(教学备用)

资料公式c 1 一、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的 1.5～3倍。向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：或式中： ──基本额定寿命（106转）； ──基本额定寿命（小时h ）；C ──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P ─ ─当量动载荷（N ），根据所受径向力、轴向力合成计算； ──温度系数，由表1查得；n ──轴承工作转速（r/min ）； ──寿命指数（球轴承，滚子轴承）。三、温度系数f t 当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）表1 温度系数工作温度/℃ <120 125 150 175 200 225 250 300 f t 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60

四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数五、载荷系数f p 当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2 冲击载荷系数f p 载荷性质f p举例无冲击或轻微冲击 1.0～1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击 1.2～1.8 车辆、机床、起重机、内燃机等强大冲击 1.8～3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等六、动载荷系数X、Y 表3 深沟球轴承的系数X、Y 资料公式c 2

回转支承轴承的介绍及应用

回转支承轴承的介绍及应用龙马轴承回转支承轴承又叫转盘轴承，有些人也称其为：旋转支承、回旋支承。回转支承，是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。回转支承轴承一般带有安装孔、内齿轮或外齿轮、润滑油孔和密封装置，因而能使主机设计结构紧凑，引导简便，维护容易。回转支承轴承有无齿式，外齿式和内齿式的四点接触球轴承、双排角接触式球轴承交叉圆柱滚子轴承、交叉圆锥滚子轴承和三排圆柱滚子复合轴承四个系列，其中四点接触球轴承具有较高的静负荷能力，交叉圆柱滚子具有较高的动负荷能力，交叉圆锥滚子轴承的预过盈能使轴承具有较大的支撑刚性和回转精度，三排圆柱滚子组合轴承由于承载能力的提高引向轴承高度，各种力量分别由不同滚道承受，所以同样受力情况下，其轴承直径可大大缩小，因而有使主机更加紧凑的特点是一种高承载能力的回转支承轴承。回转支承轴承广泛用于起重机械、采掘机械、建筑机械、港口机械、船舶机具以及高精度的雷达机械和导弹发射架等设备的大型回转装置上。同时也可以根据用户的具体要求设计、开发、生产各种特殊结构回转支承轴承。回转支承在现实工业中应用很广泛，被人们称为：“机器的关节”，其主要应用在被广泛应用于：汽车起重机、铁路起重机、港口起重机、船用起重机、冶金起重机、集装箱起重机、挖掘机、灌装机、以及CT机驻波治疗仪、航海仪、雷达天线座、导弹发射架、坦克、机器人以及旋转餐厅等等方面。工程机械回转支承应用广泛，工程机械是回转支承最初应用也是应用最广泛的地方，如土方机械、挖掘机、解体机、堆取料机、平地机、压路机、强夯机、凿岩机械、掘进机等。其他的还有：混凝土机械：混凝土泵车、混凝土搅拌布料杆一体机、带式布料机给料机械：圆盘式给料机、混砂机起重机械：轮式起重机、履带式起重机、门座式起重机、塔式起重机、叉式起重机、随吊机、龙门起重机地基处理机械：冲击式反循环钻机、回转式钻机、冲击式回转式钻机、旋挖钻机、反循环回转钻机、正循环回转钻机、长螺旋工程钻机、潜水工程钻机、静压桩机、打桩机工程船舶：挖泥船专用车：桥梁检测车、消防车、擦窗机、平板运梁车、高空作业车、自行式高空作业平台轻工机械:饮料机械、吹瓶机、包装机械、灌装机、回转理瓶机、注塑机、船用起重机各种设备平台除了各种工程机械之外，回转支承的应用范围已经在逐渐扩大，目前类似港口设备、冶金设备、钻进平台等设备平台已经开始大范围使用回转支承代替原始轴承。港口设备：港口起重机、正面吊新能源设备:风力发电设备、太阳能发电设备冶金设备:冶金起重机、钢包回转台、抓钢机、泥炮、吹氧装置游乐设备:摩天轮等机场设备:机场加油机军工设备:雷达、坦克等机器人:码垛机器人、焊接机器人、机械手

转盘轴承静态载荷选型

转盘轴承静载荷校核转盘轴承静载荷校核有三种： 1）（Rothe Erde）根据客户提供的外部载荷，按照计算公式算出轴承静态允许极限的载荷，根据所选轴承型号绘制出承载曲线，在承载曲线图上描出极限载荷点，如果点在曲线下方，说明所选轴承满足使用要求，否则需要重新选型； 2）（LYC）根据客户提供的外部载荷，按照当量静载荷计算公式算出轴承当量静载荷，根据所选轴承型号绘制出承载曲线，然后在承载曲线画出当量静载荷的点，连接此点和原点的直线相交于静载荷曲线的点即为轴承的额定静载荷，便可得出轴承承载安全系数，安全系数如果大于标准的安全系数，则说明所选轴承满足使用要求，否则，需要重新选型； 3）根据所选轴承的型号，按照徐立民《回转支承》公式计算出额定静载荷，然后再按照积分法结合客户提供的轴承所受的外部载荷，算出轴承的当量载荷，便可得出轴承承载的安全系数。一、（Rothe Erde） 1、轴承静态允许极限的载荷 1）单排四点球 '(1.225 2.676) ' 1.225 Fa Fa Fr fs M M fs =+? =? （按照接触角45度） 2）单排交叉滚子 '( 2.05) ' Fa Fa Fr fs M M fs =+? =? 3）双排异径球 ' ' Fa Fa fs M M fs =? =? （当10% Fr Fa ≤，Fr忽略不计） 4）三排滚子 ' ' Fa Fa fs M M fs =? =? 其中Fa是轴承承受外部轴向载荷 Fr是轴承承受外部径向载荷 M是轴承承受外部倾覆力矩 fs是轴承静态安全系数 ' Fa轴承静态允许极限的轴向载荷 ' M轴承静态允许极限倾覆力矩转盘应用领域相关的静态安全系数如下：

回转轴承选型维护

回转支承安装与维护回转支承运输、安装保养一、卸与储运 ?回转支承必须小心装卸 ?运输和储存以水平放置为宜，储存必须放在干燥的室内。 ?吊装宜用吊环螺钉，一水平方式进行，且勿碰撞，特别是径向方向的碰撞 ?回转支承外表面涂有防锈剂，其防锈期一般为 6个月，对于超过6个月的储存的（如作配件）应重新进行防锈包装或采取其它储存措施。二、回转支承安装 1 、安装支架的要求 1 ）安装配合支架一般采用筒形结构，同壁与轨道中心对齐为好。 2 ）为了防止回转支承局部过载，保证其灵活运转，安装支架应在所有焊接工序后进行消除内应力处理，并对安装平面进行机械加工，其平面度（包括水平面的角度偏差）应控制在一定范围内。见表 2

表 2 包含角偏差在内的平面度许可值注：表 2 中的数值为最大值，在180 °的扇形区内只允许有一处波峰达到该值，并在 0°~90°~180°区域内平稳上升或下降。不允许忽升忽降，以避免峰值负荷。 ?安装支架还应具有良好的刚性。在最大允许符合下，挠曲变形量应控制在表 3规定的范围内。表 3最大与许符合下的挠曲变形量 4 ）安装支架的螺栓孔按 GB/T5277-198 5 中级精度加工，并于回转支承安装孔对齐。 2 、安装螺栓要求 1 ）、回转支承所用螺栓尺寸应符合 GB/T5782-2000 和 GB/T5783-2000 的规定，其强度等级不低于 GB/T3098.1-2000 规定的 8.8 级，并根据支承受力情况选择合适的强度等级。 2 ）螺母尺寸应符合 GB/T6170-2000 和 GB/T6175-2000 规定，其机械性能应符合 GB/T3098.2-2000 规定。 3 ）螺栓拧紧方式按主机涉及规定，应保证一定的预紧力，除非特殊规定，一般预紧力因为螺栓极限的 0.7 倍。拧紧时允许在螺纹处少许涂油。预紧扭矩或预紧力见表 4 。 ?垫圈尺寸应符合 GB/T97.1-1985 和 GB/T97.2-1985 ，须调质处理。不得使用弹簧垫圈。 ?螺栓夹紧长度LK ≧ 5d（d-螺栓直径） 3、回转支承安装

滑动轴承设计

滑动轴承的设计准则，是根据其工作方式及特点确定的。对于非流体摩擦状态的滑动轴承，或称混和摩擦状态滑动轴承，保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务；对于流体润滑轴承，设计重点则主要集中在如何在给定的工况下，构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦，使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。 1．非流体润滑状态滑动轴承的设计准则对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承，常用限制性计算条件来保证其使用功能。此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。（1）轴承承载面平均压强的设计计算由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁，并会加速轴承的磨损，因此在设计中应满足: 其中：P——轴承承载面上压强，MPa；F——轴承载荷，N；A——轴承承载面积，mm2；[P]——轴承材料的许用压强，MPa。对于径向轴承，一般只能承担径向载荷: 其中：F——轴承径向载荷，N；D——轴承直径，mm；B——轴承宽度，mm。DB是承载面在F方向上的投影面积。推力轴承一般仅能承担轴向载荷，对于环形瓦推力轴承: 其中：F——轴承轴向载荷，N；D2、D1——轴承承载环面外径、内径，mm。 (2) 轴承摩擦热效应的限制性计算滑动轴承工作时，其摩擦效应引起温度升高，摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比，而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗，称为pv值。滑动轴承设计中，用限制 pv值的办法，控制其工作温升，其设计准则为：其中：P——轴承承载面上压强，MPa；对于径向和推力轴承；V——轴承承载面平均速度，m/s；[Pv}——轴承许用Pv值。

其中：D——轴承平均直径，0.001m；n——轴颈与轴瓦的相对转速，。这样，上式也可写为: (3) 轴承最大滑动速度的条件性计算非液体摩擦状态工作的滑动轴承，其工作表面相互接触，当相对滑动速度很高时，其工作表面磨损加速，此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。设计准则为: 其中：v——轴承承载面最大线速度，m/s；[v]——轴承许用线速度。 (4) 滑动轴承的几何参数滑动轴承的轴颈和轴瓦间的间隙大小，对滑动轴承的工作性能有显著影响,滑动轴承的间隙大小用相对间隙ψ来表示: 其中：C——轴承半径间隙，即轴瓦与轴颈的半径差，mm；r——轴承半径，mm。轴承间隙较大时，轴承承载力和运转精度下降，摩擦较小，温升较低；轴承间隙较小时，轴承运转精度较高，承载力较高，但摩擦功耗及温升较大。滑动轴承设计时，ψ常在0.004～0.012范围取值。滑动轴承的径向尺寸和宽度尺寸的比值称为宽径比B/D，有时写成L/D，轴承宽度较小时，会使润滑剂易沿轴向泄漏，不易保持于承载区，因此滑动轴承的宽径比不易过小，常推荐在0.5～1.5间选取。径向轴承径向配合推荐优先选用H9/d9和H8/f7及D9/h9和F8/h7。 2. 流体润滑状态滑动轴承的设计流体润滑状态润滑轴承是指在稳定运转时，其轴颈与轴瓦被润滑剂完全分隔，工作于无相互接触工作状态的滑动轴承。 (1) 滑动轴承形成流体动力润滑的条件实现流体润滑主要有两种方式，一是静压方式，即将流体直接泵入承载区承载；二是动压方式，即利用轴承相对运动表面的特殊形状及运动条件形成的压力承载。通常状态下，动压轴承的设计和工艺条件应满足如下几方面的要求，才可使流体润滑的实现成为可能。条件1：滑动轴承相对运动表面间在承载区可以构成锲形空间，且其运动将使该区域中的流体从宽阔处流向狭窄处；即从大口流向小口；或使承载区体积有减小的趋势。条件2：有充足的流体供给，且其具有一定的粘度；

回转支承选型计算及结构

回转支承选型计算（JB2300-1999) ?转支承受载情况回转支承在使用过程中，一般要承受轴向力Fa 、径向力Fr 以及倾覆力矩M 的共同作用，对不同的应用场合，由于主机的工作方式及结构形式不同，上述三种荷载的作用组合情况将有所变化，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。通常，回转支承的安装方式有以下两种形式—座式安装和悬挂式安装。两种安装形式支承承受的载荷示意如下：二、回转支承选型所需的技术参数 ?回转支承承受的载荷 ?每种载荷及其所占有作业时间的百分比 ?在每种载荷作用下回转支承的转速或转数 ?作用在齿轮上的圆周力 ?回转支承的尺寸 ?其他的运转条件

主机厂家可根据产品样本所提供的信息，利用静承载能力曲线图，按回转支承选型计算方法初步选择回转支承，然后，与我公司技术部共同确认。也可向我公司提供会和转支承相关信息，由我公司进行设计选型。每一型号回转支承都对应一个承载力曲线图，曲线图可帮助用户初步的选择回转支承。曲线图中有二种类型曲线，一类为静止承载曲线（1 线），表示回转支承保持静止状态时所能承受的最大负荷。另一类为回转支承螺栓极限负荷曲线（8.8 、10.9 ），它是在螺栓夹持长度为螺栓工称直径5 倍，预紧力为螺栓材料屈服极限70% 是确定的。 ?回转支承选型计算方法 ?静态选型 1 ）选型计算流程图 2 ）静态参照载荷Fa' 和M' 的计算方法：

?单排四点接触球式：单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45 °和60 °两种情况进行。 I、a=45° II、a=60° Fa'=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs Fa'=(Fa+5.046*Fr)*fs M'=1.225*M*fs M'=M*fs 然后在曲线图上找出以上二点，其中一点在曲线以下即可。 ?单排交叉滚柱式 Fa'=(Fa+2.05Fr)*fs M'=M*fs ?双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，但Fr ≦10%Fa 时，Fr 忽略不计。当Fr ≧10%Fa 时，必须考虑轨道侧压力角的变化，其计算请与我们联系。 Fa'=Fa*fs M'=M*fs ?三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。 Fa'=Fa*fs M'=M*fs ?动态选型对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司联系。 ?螺栓承载力验算： ?把回转支承所承受的最大载荷（没有乘静态安全系数fs ）作为选择螺栓的载荷。 ?查对载荷是否在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；

滚动轴承承载能力计算分析

目录 1 分析基础 (1) 1.1理论基础：Hertz弹性体接触理论 (1) 1.2实验基础：许用接触应力 (2) 2 承载分析 (3) 2.1曲率计算 (3) 2.2轴向承载 (4) 2.3径向承载 (6) 2.4倾覆承载能力 (10) 2.5当量轴向力 (12) 3静容量系数f0系数确定 (13) 3.1许用接触应力 (13) 3.2静容量系数 (14) 4算例 (16) 4.1基本参数 (16) 4.2曲率计算 (16) 4.3计算接触应力常数Cp值 (16) 4.4计算许用接触应力 (16) 4.5计算静容量系数f0值 (17) 4.6静容量计算 (17) 5简化（统一）计算法 (18) 5.1简化公式 (18) 5.2不同曲率比时的静容量系数值 (18) 6 附录 (19) 附表1：曲率函数F（ρ）有关的椭圆积分 (19) 附表2：不同球数时的Jr值 (21)

1 分析基础 1.1 理论基础：Hertz 弹性体接触理论由Hertz 推导出的点接触弹性变形和接触应力计算基本公式： 32113∑??? ??-?=ρ μQ m E a （1-1） 3 2113∑??? ??-?=ρνQ m E b （1-2） ab Q 23max πσ= （1-3） Q Ea m e K )11()(25.12-=πδ （1-4）式中 a ——接触椭圆长半轴（mm ） b ——接触椭圆短半轴（mm ） σmax ——最大接触应力（N/mm 2） δ——弹性趋近量（mm ） μ、ν——与曲率函数F （ρ）有关的椭圆积分，取值见附表1 E ——材料弹性模量（N/mm 2） m 1——材料泊松比 Q ——使两接触体压紧的法向载荷（N ） ∑ρ——接触处主曲率之和 K(e)——第一类椭圆完全积分。

第九章滑动轴承设计

第二篇第九章滑动轴承设计

第三章摩擦、磨损与润滑 §3-0 引言 §3-1 摩　擦 §3-2 磨　损 §3-3润滑 §3-4 流体动力润滑的基本原理

概述用于支撑和约束旋转零件(转轴，心轴等)的装置通称为轴承。一、按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为： 1.滑动轴承 2.滚动轴承。二、按其承载方向的不同，轴承可分为： 1.径向轴承：承受径向载荷 2.推力轴承：承受轴向载荷三、按相对运动的两表面间油膜形成原理的不同分类 1、流体动力润滑轴承（简称动压轴承） 2、流体静力润滑轴承（简称静压轴承）

?滑动轴承是一种工作在滑动摩擦状态下的轴承，其基本结构包括轴承座、轴套（瓦）和轴颈。滑动轴承具有一些独特的优点，主要应用于以下几种情况： ?工作转速特高的轴承 ?要求对轴的支承位置特别精确的轴承 ?特重型的轴承 ?承受巨大的冲击和振动载荷的轴承 ?装配要求做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承） ?特殊条件下（如水或腐蚀性介质中）工作的轴承 ?在径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承

?对轴承的基本要求： ①方向精度（置中，定向）； ②运转灵便性； ③对温度变化的不敏感性； ④耐磨性； ⑤承载能力； ⑥成本； ⑦装配调整、维修是否方便。?按结构形式可分为： ①圆柱形滑动轴承； ②圆锥形滑动轴承； ③球形滑动轴承。

第一节圆柱形滑动轴承圆柱性滑动轴承——轴颈与轴承的配合部分为圆柱形表面。它是轴承中应用最广的一种，圆柱形滑动轴承主要用来支承水平轴。特点： ①接触面大，承载能力强，能承受冲击和振动； ②置中精度差，特别是磨损后，精度要更低； ③摩擦力矩大； ④对温度变化比较敏感。