四列圓錐滾子軸承的額定動載荷計算

許正根，王宇炎

(1.洛陽軸承研究所有限公司，河南 洛陽 471039；2.洛陽理工學院 電氣工程與自動化系，河南 洛陽 471023)

1 國家標準中的計算方法

GB/T6391—2010《滾動軸承 額定動載荷和額定壽命》中，對單列、雙列向心滾子軸承的額定動載荷及額定壽命的計算作了明確規(guī)定，對于組合軸承的情況也作了說明。對組合軸承的額定動載荷計算規(guī)定如下：2套或2套以上單列滾子軸承安裝在同一軸上，以串聯(lián)配置作為一個整體運轉(zhuǎn)，制造和安裝精度能保證載荷均勻分布，該軸承的徑向額定動載荷等于軸承套數(shù)的7/9次冪乘以一套單列軸承的額定動載荷。單套軸承的徑向額定動載荷為

(1)

式中：Cr為徑向額定動載荷；bm為材料系數(shù)；fc為幾何系數(shù)；i為滾子列數(shù)；Lwe為滾子有效接觸長度；α為外滾道與中心線的夾角；Z為每列的滾子數(shù)；Dwe為平均滾子直徑。

2 國外計算方法

TIMKEN公司的軸承額定動載荷是以9×107r轉(zhuǎn)或工作3 000 h(以500 r/min)的額定壽命為基礎(chǔ)的。SKF公司的雙列及四列圓錐滾子軸承額定動載荷的計算也是以9×107r或工作3 000 h(以500 r/min)的額定壽命為基礎(chǔ)。

TIMKEN公司的額定動載荷計算式為

(2)

式中：fc的取值見表1。

表1 fc的取值

TIMKEN公司認為，以9×107r為額定壽命更為實際，因為大多數(shù)軸承都等于或超過這個值。 基于該公式，TIMKEN公司進行了廣泛的軸承疲勞壽命測試，結(jié)果證明該方法是評估軸承實際壽命的有效方法。

對于雙列軸承，兩個軸承列載荷相等時，考慮了組件系統(tǒng)壽命的雙列軸承額定動載荷C90(2)可以由(2)式得到，此時，式中i=2。

那么，四列軸承的額定動載荷為

C90(4)=2C90(2)；

同理，六列軸承的額定動載荷為

C90(6)=3C90(2)。

3 提出的計算方法

參考TIMKEN公司的四列圓錐滾子軸承額定動載荷的計算方法，并與世界其他公司四列圓錐滾子軸承Cr值進行比較，認為國內(nèi)四列圓錐滾子軸承的額定動載荷應(yīng)按下面方法進行計算。

首先計算出雙列圓錐滾子軸承的額定動載荷Cr(2)，即

四列圓錐滾子軸承的額定動載荷Cr(4)為

Cr(4)=2Cr(2)；

同樣，六列圓錐滾子軸承的額定動載荷Cr(6)為

Cr(6)=3Cr(2)。

4 結(jié)束語

在中國軸承行業(yè)內(nèi)，計算四列圓錐滾子軸承的額定動載荷時，多數(shù)僅將(1)式中的i取為4，這樣計算出的Cr偏小。通過借鑒TIMKEN公司和其他國外軸承公司的計算方法，提出了一種計算四列圓錐滾子軸承額定動載荷的新方法。