關(guān)節(jié)軸承知識(shí)

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1、關(guān)節(jié)軸承知識(shí) 一、基本概念 1 徑向額定動(dòng)載荷：關(guān)節(jié)軸承中的工作表面動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最大許用應(yīng)力時(shí)的徑向載荷。 2 軸向額定動(dòng)載荷：關(guān)節(jié)軸承中的工作表面動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最大許用應(yīng)力時(shí)的軸向載荷。 3 壽命：關(guān)節(jié)軸承的摩擦系數(shù)達(dá)到規(guī)定的極限值或關(guān)節(jié)軸承磨損量超過(guò)規(guī)定的極限值時(shí)關(guān)節(jié)軸承工作擺動(dòng)的總次數(shù)。 4 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：一恒定的徑向載荷，在該載荷作用下，關(guān)節(jié)軸承中工作表面接觸應(yīng)力與實(shí)際載荷作用相當(dāng)。用于向心關(guān)節(jié)軸承、角接觸關(guān)節(jié)軸承、桿端關(guān)節(jié)軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷時(shí)計(jì)算關(guān)節(jié)軸承使用壽命用。一般情況下，對(duì)于向心、角接觸關(guān)節(jié)軸承承受的軸向載荷推薦不要超過(guò)徑向載荷的30％，桿端

2、關(guān)節(jié)軸承承受的軸向載荷推薦不要超過(guò)徑向載荷的20％ 5 軸向當(dāng)量動(dòng)載荷：一恒定的軸向載荷，在該載荷作用下，關(guān)節(jié)軸承中工作表面接觸應(yīng)力與實(shí)際載荷作用相當(dāng)。用于推力關(guān)節(jié)軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷時(shí)計(jì)算關(guān)節(jié)軸承使用壽命用。一般情況下，對(duì)于推力關(guān)節(jié)軸承承受的徑向載荷推薦不得超過(guò)軸向載荷的50％ 6 擺角β：擺動(dòng)套圈上某一直徑擺動(dòng)到兩個(gè)極限位置間的夾角。 7 擺次：關(guān)節(jié)軸承擺動(dòng)套圈上某一點(diǎn)擺動(dòng)了 2β 角時(shí)為一擺次。 二、關(guān)節(jié)軸承的選用 選用關(guān)節(jié)軸承時(shí)，應(yīng)充分考慮關(guān)節(jié)軸承的載荷大小、方向及傳遞方式、關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)動(dòng)方式、工況條件、潤(rùn)滑方式、定位（徑向、軸向）、要求的使用壽命

3、和安裝與拆卸等要求。 三、關(guān)節(jié)軸承配合 圖1 軸與軸承內(nèi)孔的配合 圖2 外殼孔與軸承外徑的配合 4 關(guān)節(jié)軸承配合選擇的基本原則。 4.1 根據(jù)軸承的類型、尺寸、公差、游隙，軸承的工作條件，作用在軸承上載荷的大小、方向和性質(zhì)，軸和外殼孔的材料，以及裝拆方便等來(lái)進(jìn)行軸承與軸和外殼孔配合的選擇。 4.2 軸承的擺動(dòng)套圈一般采用過(guò)盈配合，使軸承在載荷下工作時(shí)，套圈在軸和外殼孔的配合表面不產(chǎn)生磨損和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。 4.3 為防止內(nèi)圈與軸之間的滑動(dòng)或爬行，內(nèi)圈與軸應(yīng)優(yōu)先采用過(guò)盈配合，如果為裝拆方便或由于采用浮動(dòng)支承，而必須選用間隙配合時(shí)，軸頸表面必須淬硬。 4.4 選用過(guò)盈配合

4、時(shí)，應(yīng)考慮過(guò)盈量對(duì)徑向游隙的影響。對(duì)于必須使用較大過(guò)盈量的場(chǎng)合，應(yīng)選用原始游隙大于基本組游隙值的軸承。 4.5 軸和外殼孔的公差帶 4.5.1 軸的公差帶按表1的規(guī)定選取。 表1軸的公差帶 軸承類型 工作條件 公差帶 潤(rùn)滑型 自潤(rùn)滑型 向心關(guān)節(jié)軸承 各種載荷、浮動(dòng)支承 h6，h7 h6，g7 各種載荷、固定支承 m6 k6 角接觸關(guān)節(jié)軸承 各種載荷 m6，n6 m6 推力關(guān)節(jié)軸承 各種載荷 m6，n6 m6 4.5.2 外殼孔的公差帶按表2的規(guī)定選取 軸承類型 工作條件 公差帶 潤(rùn)滑型 自潤(rùn)滑型 向心關(guān)節(jié)軸承 輕載荷、浮動(dòng)支

5、承 H6，H7 H7 重載荷、固定支承 M7 K7 輕合金外殼孔 N7 M7 角接觸關(guān)節(jié)軸承 各種載荷、浮動(dòng)支承 J7 J7 各種載荷、固定支承 M7 M7 推力關(guān)節(jié)軸承 純軸向載荷 H11 H11 聯(lián)合載荷 J7 J7 四、關(guān)節(jié)軸承的壽命計(jì)算 理論上計(jì)算關(guān)節(jié)軸承的使用壽命，都是假設(shè)關(guān)節(jié)軸承安裝正確、常規(guī)加載、常溫下工作、關(guān)節(jié)軸承潤(rùn)滑良好、無(wú)外來(lái)物侵入關(guān)節(jié)軸承。 1 額定載荷的計(jì)算 軸承類型 摩擦副材料 額定動(dòng)載荷計(jì)算公式 額定靜載荷計(jì)算公式 向心關(guān)節(jié)軸承 鋼對(duì)鋼 Cdr＝85Cdm Cs=425Cdm 鋼對(duì)P

6、TFE織物 Cdr＝120Cdm Cdr＝242Cdm 鋼對(duì)PTFE復(fù)合材料 Cdr＝90Cdm Cdr＝225Cdm 鋼對(duì)青銅 Cdr＝50Cdm Cdr＝125Cdm 角接觸關(guān)節(jié)軸承 鋼對(duì)鋼 Cdr=85.5（B＋C－H）dm Cdr=426（B＋C－H）dm 鋼對(duì)PTFE織物 Cdr=128（B＋C－H）dm Cdr=254（B＋C－H）dm 推力關(guān)節(jié)軸承 鋼對(duì)鋼 Cdr=170（B＋C－H）dm Cdr=920（B＋C－H）dm 鋼對(duì)PTFE織物 Cdr=255（B＋C－H）dm Cdr=560（B＋C－H）dm 注：C：外圈寬度 dm

7、：軸承球徑 B：內(nèi)圈寬度 H：軸承高度 2 滑動(dòng)速度 V= 2.908910-4 βfdm β：擺動(dòng)角 f：擺動(dòng)頻率 dm：dm=dm為等效滑動(dòng)球面直徑，為折算系數(shù)；向心為1，角接觸為0.9，推力為0.7 dm：軸承球徑 3 名義接觸壓力 p（小寫(xiě)）＝ k （N/mm2） （Cd：額定動(dòng)載荷） 摩擦副材料 鋼對(duì)鋼 鋼對(duì)PTFE織物 鋼對(duì)PTFE復(fù)合材料 鋼對(duì)青銅 k 100 150 100 50 4 關(guān)節(jié)軸承使用壽命的計(jì)算 關(guān)節(jié)軸承的使用壽命與軸承的承受載荷、滑動(dòng)速度、摩擦副材

8、料、當(dāng)量動(dòng)載荷系數(shù)、載荷特性（恒定載荷、脈動(dòng)載荷、交變載荷）系數(shù)、溫度壽命系數(shù)、滑動(dòng)速度壽命系數(shù)、載荷壽命系數(shù)、軸承質(zhì)量與潤(rùn)滑壽命系數(shù)、重潤(rùn)滑間隔壽命系數(shù)、重潤(rùn)滑擺角壽命系數(shù)有關(guān)。 五、關(guān)節(jié)軸承的使用工況與失效判定準(zhǔn)則 以下以向心關(guān)節(jié)軸承為例： 1 摩擦副材料：鋼對(duì)鋼 使用工況： 軸承內(nèi)徑： 6mm<=d<=30mm 許用溫度：-60℃<=t<=200℃ 許用接觸壓力：1N/mm2<=p<=100N/mm2 滑動(dòng)速度：1mm/s<=v<=100mm/s p.v 值：1N/mm.mm/s2<=p.v<=400N/mm2.mm/s 失效判定準(zhǔn)則： 徑向游隙增加量 >0.00

9、4dk （軸承球徑） 摩擦系數(shù) R>= 0.22 2 .摩擦副材料：鋼對(duì)青銅 使用工況： 軸承內(nèi)徑：5mm<=d<=50mm 許用溫度：-60℃<=t<=250℃ 許用接觸壓力：1N/mm2<=p<=50N/mm2 滑動(dòng)速度：1mm/s<=v<=100mm/s p.v 值：1N/mm2.mm/s<=p.v<=400N/mm2.mm/s 失效判定準(zhǔn)則： 徑向游隙增加量 >0.004dk （軸承球徑） 摩擦系數(shù) R>= 0.25 3.摩擦副材料：鋼對(duì)PTFE織物 使用工況： 向心關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑： 17<=d<=300mm 角接觸關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑：25mm<=d<=200

10、mm 推力關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑：10<=d<=200mm 許用溫度：-60℃<=t<=150℃ 許用接觸壓力：5N/mm2<=p<=150N/mm2 滑動(dòng)速度：1mm/s<=v<=300mm/s p.v 值：5N/mm2.mm/s<=p.v<=300N/mm2.mm/s 失效判定準(zhǔn)則： 徑向游隙增加量： A) 承受恒定載荷時(shí)：為 0.3mm B) 承受交變載荷時(shí)：為0.6mm 4摩擦副材料：鋼對(duì)PTFE復(fù)合材料 使用工況： 向心關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑： 6mm<=d<=30mm 許用溫度： –60℃<=t<=200℃ 許用接觸壓力：5N/mm2<=p<=100N/mm2 滑動(dòng)速度

11、1mm/s<=v<=300mm/s p.v 值：5N/mm2.mm/s<=p.v<=300N/mm2.mm/s 失效判定準(zhǔn)則： 徑向游隙增加量： a) 承受恒定載荷時(shí)為 約0.15mm b) 承受交變載荷時(shí)為 約0.30mm 六、安全系數(shù)的選擇 摩擦副材料 鋼對(duì)鋼 鋼對(duì)PTFE織物 鋼對(duì)PTFE復(fù)合材料 鋼對(duì)青銅 C/P 2 1.75 1.6 2 注：C為關(guān)節(jié)軸承的額定動(dòng)載荷， P為關(guān)節(jié)軸承實(shí)際承受的載荷 七、干膜（也稱減摩涂層、磨合膜）的作用 MoS2潤(rùn)滑干膜是以“MoS2”+“粘結(jié)劑”+“各種性能改進(jìn)劑和溶劑”組成，噴涂在關(guān)節(jié)軸承表面，

12、并在一定溫度下固化，形成一層粘結(jié)在軸承表面的薄的潤(rùn)滑層，有利于磨合，薄膜厚度5～15μm，不會(huì)移動(dòng)，在起初運(yùn)動(dòng)時(shí)薄膜有部分傳送到配合表面，促進(jìn)了過(guò)渡磨合期，直到建立潤(rùn)滑油膜，從而確保穩(wěn)定的低摩擦系數(shù)，避免了蠕動(dòng)，表面壓力有助于潤(rùn)滑薄膜傳遞過(guò)程，因此，裝配后關(guān)節(jié)軸承就可承受全負(fù)載。 與常規(guī)的潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂相比，表面改性層具有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1 極強(qiáng)的防止磨合不良，防止關(guān)節(jié)軸承球面金屬的直接接觸； 2 表面改性層與關(guān)節(jié)軸承球面之間具有一定的結(jié)合力，從而有效地保證關(guān)節(jié)軸承在使用過(guò)程中的潤(rùn)滑； 3 與添加N32機(jī)油或其它機(jī)油配合使用，可以極大延長(zhǎng)關(guān)節(jié)軸承壽命； 4 表面改性層適用于除水、酸堿物質(zhì)外的環(huán)境中，特別適用于潤(rùn)滑不及時(shí)的機(jī)械機(jī)構(gòu)