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合理计算轴承负荷 确保电机与轴承最佳匹配

2021-06-30  浏览次数:7295

轴承负荷与电机匹配是电机设计中必须考虑的问题。轴承的合理选择将有效避免不必要的麻烦。沈女士的朋友遇到了一件事。他们的电机空载运行时噪音很大,但带负载运行时特别稳定安静。经与轴承厂家沟通,发现其电机轴承选择不合理,建议根据轴承承载能力重新计算。

如何计算轴承的动载荷

作用在轴承上的载荷可以在已知或可计算的外力(如传递力、工作力、惯性力)下,根据力学原理进行计算。在计算单个轴承载荷的分力时,为了简化计算,轴被视为由刚性无力矩支点支撑的梁。简化计算中不考虑轴承、轴承座或机械结构的弹性变形和轴挠度引起的作用在轴承上的力矩。

使用上述简化理论,只能使用简单的辅助工具,如小型计算器进行计算。事实上,计算基本额定载荷和等效轴承载荷的标准方法是基于类似的假设。

使用先进而复杂的计算程序,无需上述假设,就可以根据弹性理论计算轴承的载荷。在这些计算程序中,轴承、轴和轴承座都被认为是系统的弹性部件。

外力包括轴及其承载部件的固有重量,或者车辆的重量和其他惯性力,这些通常是已知的数字或者可以计算出来。但其他外力,如工作力(磨削压力、机床切削力等)。),冲击力和附加动力(如不平衡引起的离心力),通常可以通过类似机器或泵送配置的经验来确定。

齿轮传动

对于齿轮传动,齿轮产生的理论力可以根据传动功率和齿轮类型来计算。但是,由于齿轮、传动端或输出端,还有其他动力。此外,齿轮的形状误差和旋转部件的不平衡也会引起额外的动力。但齿轮一般都是高精度标准制造的,以降低运转时的噪音,所以这个原因造成的力通常很小,在计算轴承载荷时可以忽略不计。

只有在工况已知的情况下,才能根据其运行形式和方式确定产生的附加力。齿轮制造商通常可以根据不同的工作条件,提供一个关于冲击载荷和齿轮效率的“工作”系数,用于考虑附加力对轴承额定寿命的影响。

皮带传动

在计算皮带传动的轴承载荷时,最重要的是考虑有效的皮带扭矩,这取决于传递的扭矩。一般来说,皮带制造商会根据皮带类型、预载、皮带张力和其他附加动力提供一个计算皮带张力的系统。如果无法获得相关系数,可以使用以下参考值:

齿形带——1.1 ~ 1.3;

v带(——1.2 ~ 2.5);

平带——1.5 ~ 4.5;

当重要官员之间的距离较短时,在重载或冲击载荷下,或当张力较大时,应取较大值。

轴承的静态和动态载荷

轴承静止时的承载能力由允许的塑性变形决定。滚动轴承的塑性变形是不可避免的。如果极限容许塑性变形小,轴承的静载荷能力也小;如果允许的塑性变形较大,滚道上的凹坑会使轴承在运行中产生噪音

和振动增大、运转精度降低,影响轴承的正常工作。

滚动轴承中,在承受载荷最大的滚动体与滚道接触点处,总的塑性变形量小于滚动体直径的万分之一时,对轴承的正常运转没有多大的影响。把在这种塑性变形条件下确定的轴承静承载能力称为额定静载荷 ,一般用C0表示。额定静载荷是在假定的载荷条件下决定的,对向心轴承,额定静载荷是指径向载荷,对向心推力轴承(角接触球轴承)是指使轴承中半圈滚道受载的载荷的径向分量,对推力轴承是指中心轴向载荷。轴承的基本额定静载荷和基本额定静载荷是指轴承在静态或旋转时,最大能承受的载重。

轴承额定动载荷是指滚动轴承理论上能承受的恒定径向载荷(恒定轴向载荷),在该载荷的作用下基本额定的寿命为100万转,轴承的基本额定动载荷体现轴承的耐滚动疲劳的能力。向心轴承和推力轴承的基本额定动载荷反别称作径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr和Ca表示。

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