對(duì)于各種工業(yè)機(jī)械,軸承負(fù)載能力是一個(gè)關(guān)鍵概念,它決定了各種應(yīng)用的性能和使用壽命。該容量是指軸承在保持正常功能的同時(shí)可以承受的最大載荷。選擇具有合適負(fù)載能力的軸承的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò),因?yàn)樗苯佑绊懜餍懈鳂I(yè)各種機(jī)械系統(tǒng)的效率、安全性和可靠性。
軸承上的載荷類型
軸承可以承受各種類型的載荷,具體取決于它們所用于的應(yīng)用。軸承遇到的主要載荷類型是:
徑向載荷:這種類型的載荷垂直于旋轉(zhuǎn)軸。徑向載荷通常用于將載荷側(cè)向施加到旋轉(zhuǎn)軸的應(yīng)用中。徑向載荷的一些實(shí)際示例是:
在自行車車輪中,騎手和自行車的重量會(huì)在車輪軸承上產(chǎn)生徑向載荷。
在電動(dòng)機(jī)中,轉(zhuǎn)子的重量和皮帶或皮帶輪系統(tǒng)產(chǎn)生的任何額外徑向力都會(huì)在電動(dòng)機(jī)軸承上產(chǎn)生徑向載荷。
軸向載荷:軸向載荷平行于旋轉(zhuǎn)軸作用。這些載荷在沿軸運(yùn)動(dòng)方向施加載荷的應(yīng)用中很常見。實(shí)際示例包括:
在汽車的輪轂中,加速、制動(dòng)或轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的推力會(huì)在車輪軸承上產(chǎn)生軸向載荷。
在車床中,刀具對(duì)工件施加的切削力會(huì)在主軸軸承上產(chǎn)生軸向載荷。
聯(lián)合載荷:在許多實(shí)際應(yīng)用中,軸承會(huì)同時(shí)承受徑向和軸向載荷的組合。這些組合載荷要求軸承能夠處理這兩種類型的載荷。組合荷載的實(shí)際示例包括:
在汽車懸架系統(tǒng)中,車輪軸承既承受車輛重量的徑向載荷,也承受轉(zhuǎn)彎和制動(dòng)力的軸向載荷。
在風(fēng)力渦輪機(jī)中,主軸軸承承受來(lái)自轉(zhuǎn)子重量的徑向載荷和來(lái)自作用在葉片上的風(fēng)力的軸向載荷。
力矩載荷:當(dāng)垂直于軸承軸線在距中心線一定距離處施加力時(shí),就會(huì)產(chǎn)生力矩載荷。這些載荷會(huì)產(chǎn)生彎矩,從而在軸承上產(chǎn)生額外的應(yīng)力。實(shí)際示例包括:
在機(jī)械臂中,當(dāng)機(jī)械臂移動(dòng)時(shí),機(jī)械臂的重量和任何有效載荷都會(huì)在關(guān)節(jié)軸承上產(chǎn)生力矩載荷。
在起重機(jī)中,當(dāng)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),懸掛在起重機(jī)吊鉤上的負(fù)載會(huì)在回轉(zhuǎn)軸承上產(chǎn)生力矩載荷。
了解軸承承受的載荷類型對(duì)于為給定應(yīng)用選擇合適的軸承類型和尺寸至關(guān)重要。軸承的設(shè)計(jì)必須能夠承受預(yù)期的負(fù)載,同時(shí)提供平穩(wěn)的運(yùn)行和較長(zhǎng)的使用壽命。
了解額定載荷
額定載荷是指軸承在特定運(yùn)行條件下在不發(fā)生過(guò)度磨損或故障的情況下可以承受的最大允許載荷。這些額定值對(duì)于為特定應(yīng)用選擇合適的軸承至關(guān)重要。額定載荷有助于確保軸承在安全范圍內(nèi)運(yùn)行,并在其整個(gè)使用壽命期間提供可靠的性能。
與軸承相關(guān)的額定載荷有幾種類型:
額定動(dòng)載荷(C):額定動(dòng)載荷表示軸承在連續(xù)運(yùn)行下在不發(fā)生疲勞失效的情況下可以承受的最大載荷。它以力的單位(例如牛頓或磅)表示,并基于定義的轉(zhuǎn)數(shù)或運(yùn)行小時(shí)數(shù)。承受大于其額定容量的動(dòng)態(tài)載荷的軸承可能會(huì)過(guò)早磨損或失效。
額定靜載荷 (Co):額定靜載荷表示軸承在靜止時(shí)可以承受而不會(huì)發(fā)生永久變形或損壞的最大載荷。與額定動(dòng)載荷不同,額定靜載荷不考慮旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。它通常高于額定動(dòng)載荷,并以相同的力單位表示。
軸向額定載荷 (Ca):軸向額定載荷規(guī)定了徑向軸承在不顯著降低性能或過(guò)早失效的情況下可以承受的最大軸向載荷。該等級(jí)適用于主要處理徑向載荷但也可以承受有限軸向載荷的軸承。在軸承可能同時(shí)承受徑向和軸向載荷的應(yīng)用中,軸向載荷額定值至關(guān)重要。
額定推力載荷 (C0a):推力載荷額定值適用于專門設(shè)計(jì)用于主要支撐軸向或推力載荷的軸承,例如推力軸承。這些額定值表示軸承在不失效的情況下可以承受的最大軸向載荷。推力載荷額定值對(duì)于軸承主要承受軸向載荷的應(yīng)用至關(guān)重要,例如變速箱和汽車變速器。
組合額定載荷:在某些情況下,軸承可能會(huì)同時(shí)承受徑向和軸向聯(lián)合載荷。組合額定載荷提供有關(guān)軸承最大允許組合載荷能力的信息。這些額定值確保軸承可以承受徑向和軸向載荷,而不會(huì)影響性能或使用壽命。
根據(jù)應(yīng)用的特定工作條件和負(fù)載特性考慮適當(dāng)?shù)念~定負(fù)載非常重要。使用具有足夠額定載荷的軸承有助于防止過(guò)早失效,確??煽康男阅埽⒀娱L(zhǎng)機(jī)械和設(shè)備的使用壽命。
軸承類型和負(fù)載能力
不同類型的軸承,如滾珠軸承和滾子軸承,表現(xiàn)出不同的承載能力。