LY-3043轴承单元摩擦力矩选配方法
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油润滑球轴承摩擦效应计算方法摘要:油润滑轴承中的摩擦和发热主要是由于球滚道接触处的滑动以及球,保持架,轴承套圈空隙间润滑剂的搅动。
在一个良好润滑的轴承中,轴承的耐久度高度依赖于用来把滚动体和滚道分隔开的油膜厚度。
油膜厚度又取决于润滑剂的粘度性质。
摩擦产生的热量以及热耗散率之间的平衡决定轴承温度的函数。
在轴承的设计应用中,合理准确的预测轴承的摩擦热产生率是十分重要的。
例如飞机燃气涡轮机中高速转子和低速转子支撑轴承。
本文提供出一种方法去得到所需计算和考虑的轴承负荷和速度,润滑剂的真实流变性能,和比较简单的轴承套圈,滚动体,润滑剂之间的热传导系统。
分析的结果和实验数据相比也十分的接近。
关键词:滚动轴承,摩擦,热效应球道接触面上的弹流润滑大多数球轴承在球滚道接触上受到赫兹压力负荷,如图1所示:图1 在一个球滚道接触椭圆区域赫兹压力分布表现了在椭圆接触区域的压力分布,在大多数应用中,球道接触面基本上的弹流润滑和混合润滑,甚至是润滑脂,它是能够实现润滑油膜功能的固体的油。
在弹流润滑的影响下,在球滚接触面上的赫兹压力分布有所改变。
如图2所示,图2 在椭圆轨道接触面受较大负载的情况下,弹流润滑压力呈现一个峰值在原点弹流润滑压力分布呈现了峰值,在大多数应用中,球滚道的负载是相当重的,压力尖峰对轴承性能的影响仅仅是轻微的,尖峰对着的接触面积只有一小部分。
球滚道的摩擦和牵引一般的,稳定的负载和速度下运动的球轴承在流体润滑状态下摩擦是非常小的。
实际上滚珠和滚柱轴承通常被称为抗摩擦轴承。
然而,摩擦是轴承的一个非常重要的参数,在大多数情况下,它决定了轴承的温度,并且影响轴承的耐久度。
预测轴承温度的方法是由哈里斯1991年提出的,决定轴承疲劳耐力的球道轴承接触摩擦应力的总结方法也由哈里斯1998年提出。
为了有效的概括球轴承在实际应用中滚动,滑动摩擦的性能和算法,必须描述球道表面摩擦应力。
即,接触面上的剪切应力,相关于轴承的几何形状和材料,轴承和润滑剂的参数。
轴承的摩擦系数
为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:M=uPd/2
这里,
M:摩擦力矩,
u:摩擦系数,表1
P:轴承负荷,N
d:轴承公称内径,mm
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如表1所示。
对于滑动轴承,一般u=,有时也达。
各类轴承的摩擦系数u
轴承型式摩擦系数u
深沟球轴承
角接触球轴承
调心球轴承
圆柱滚子轴承
满装型滚针轴承
带保持架滚针轴承
圆锥滚子轴承
调心滚子轴承
推力球轴承
推力调心滚子轴承由轴承摩擦引起的轴承功率损失可用以下计算公式得出
NR = 1,05 x 10-4 Mn
其中
NR = 功率损失,W
M = 轴承的总摩擦力矩,Nmm
n = 转速,r/min
电机扭矩公式:T=9550*P/n
T:电机转矩
P:电机功率KW
n:转速r/min。
轴承的摩擦系数
为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:
M=uPd/2
这里,
M:摩擦力矩,mN.m
u:摩擦系数,表1
P:轴承负荷,N
d:轴承公称内径,mm
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如表1所示。
对于滑动轴承,一般u=0.01-0.02,有时也达0.1-0.2。
各类轴承的摩擦系数u
轴承型式摩擦系数u
深沟球轴承 0.0010-0.0015
角接触球轴承 0.0012-0.0020
调心球轴承 0.0008-0.0012
圆柱滚子轴承0.0008-0.0012
满装型滚针轴承0.0025-0.0035
带保持架滚针轴承0.0020-0.0030
圆锥滚子轴承 0.0017-0.0025
调心滚子轴承 0.0020-0.0025
推力球轴承 0.0010-0.0015
推力调心滚子轴承0.0020-0.0025。
如何计算轴承的极限转速和摩擦系数一、轴承的极限转速轴承的转速主要受到轴承内部的摩擦发热引起的温升的限制,当转速超过某一界限后,轴承会因烧伤等而不能继续旋转。
轴承的极限转速是指不产生导致烧伤的摩擦发热并可连续旋转的界限值。
因此,轴承的极限转速取决于轴承的类型、尺寸和精度以及润滑方式、润滑剂的质和量、保持架的材料和型式、负荷条件等各种因素。
各类轴承采用脂润滑及油润滑(油浴润滑)时的极限转速分别载于各轴承尺寸表,其数值表示标准设计的轴承在一般负荷条件(C/P>=13,F a/F r<=0.25 左右)下旋转时转速的界限值。
另外,润滑剂根据其种类和牌号的不同,也可能虽优于其他性能但不适用于高速旋转。
1.极限转速的修正负荷条件 C/P<13(即当量动负荷 P 超过基本额定动负荷 C 的8%左右),或承受的合成负荷中的轴向负荷超过径向负荷的 25%时,要用下式对极限转速进行修正。
n a=f1*f2*n 这里 n a:修正后的极限转速,rpmf1:与负荷条件有关的修正系数f2:与合成负荷有关的修正系数n :一般负荷条件下的极限转速,rpm(参照轴承尺寸表)C :基本额定动负荷,N{kgf}P :当量动负荷,N{kgf}F r:径向负荷,N{kgf}F a:轴向负荷,N{kgf}2.带密封圈球轴承的极限转速带接触式密封圈(RS型)球轴承的极限转速受到密封圈接触面线速度的限制,允许线速度取决于密封圈的橡胶材质。
高速旋转注意事项轴承在高速旋转、尤其是转速接近或超过尺寸表记载的极限转速时,主要应该注意如下事项:(1)使用精密轴承(2)分析轴承内部游隙(考虑温升产生的轴承内部游隙减少量)(3)分析保持架的材料的型式(对于高速旋转,适合采用铜合金或酚醛树脂切制保持架。
另外也有适用于高速旋转的合成树脂成型保持架)(4)分析润滑方式(采用适用于高速旋转的循环润滑、喷射润滑、油雾润滑和油气润滑等润滑方式)二、轴承的摩擦系数(参考)为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:M=uPd/2这里 M:摩擦力矩,mN.m{kgf.mm}u:摩擦系数,表 1P:轴承负荷,N{kgf}d:轴承公称内径,mm摩擦系数 u 受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转式的摩擦系数参考值如表1所示。
便于与滑动轴承比拟,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:
M=uPd/2
这里,
M:摩擦力矩,mN.m
u:摩擦系数,表1
P:轴承负荷,N
d:轴承公称内径,mm
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、光滑方式等的影响较大,普通条件下波动
旋转时的摩擦系数参考值如表1所示。
关于滑动轴承,普通u=0.01-0.02,有时也达0.1-0.2。
各类轴承的摩擦系数u
轴承型式摩擦系数u
深沟球轴承 0.0010-0.0015
角接触球轴承0.0012-0.0020
调心球轴承 0.0008-0.0012
圆柱滚子轴承0.0008-0.0012
满装型滚针轴承0.0025-0.0035
带坚持架滚针轴承0.0020-0.0030
圆锥滚子轴承0.0017-0.0025
调心滚子轴承0.0020-0.0025
推力球轴承 0.0010-0.0015
推力调心滚子轴承0.0020-0.0025。
轴承转动摩擦力矩
轴承转动摩擦力矩是指轴承在转动过程中由于内外圈之间的摩擦而产生的力矩。
摩擦力矩的大小与多个因素有关,包括轴承材料、润滑方式、转动速度、负荷等。
轴承的材料选择和润滑方式是影响摩擦力矩的主要因素。
常见的轴承材料包括金属(如钢)、陶瓷和塑料等,不同材料的摩擦系数有所不同,从而影响摩擦力矩的大小。
同时,轴承的润滑方式也会对摩擦力矩产生影响。
通常,轴承可以采用干摩擦或润滑剂润滑的方式。
干摩擦会产生较大的摩擦力矩,而润滑剂的使用能够减少摩擦力矩。
另外,转动速度和负荷也会对摩擦力矩产生影响。
随着转动速度的增加,摩擦力矩也会增加。
负荷的大小也会对摩擦力矩产生影响,一般来说,负荷越大,摩擦力矩也会越大。
需要注意的是,为了减小摩擦力矩,在实际应用中可以采取一些措施,如使用低摩擦材料、改善润滑方式、降低转动速度等。
在工程设计中,通常会考虑这些因素,并选择合适的轴承和润滑方式,以减小摩擦力矩,提高轴承的工作效率。
机械轴承摩擦特性优化设计随着机械工程的不断发展,机械轴承作为重要的机械传动元件,承担着转动部件间的支撑和相对运动的功能。
然而,由于摩擦与磨损等因素的存在,机械轴承的性能和寿命常常受到限制。
因此,如何优化机械轴承的摩擦特性成为了工程师们的关注点。
一、摩擦特性简介机械轴承是通过轴承内的滚动体与滚道之间的相对滚动来实现转动的。
而在滚动的过程中,由于相对滑动而产生的摩擦力是不可避免的。
这种摩擦力会导致能量的损耗和轴承的磨损,直接影响着机械轴承的使用寿命和性能。
二、优化设计的需求在机械工程应用中,特别是高速和高负荷情况下,轴承的摩擦特性优化设计尤为重要。
优化设计可以降低摩擦力、减少功耗,提高轴承的寿命和运行效率。
而且,通过减轻机械轴承的摩擦,还可以降低不必要的热量和噪声产生,从而提升机械设备的整体性能。
三、优化设计的方法(1) 选用优质润滑材料:使用高质量的润滑材料不仅能减小摩擦阻力,还能提供良好的薄膜润滑,从而减少磨损和摩擦。
(2) 优化润滑方式:根据不同的工况要求,选择合适的润滑方式。
常见的润滑方式有干摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
通过合理的润滑方式的选择,可以有效降低机械轴承的摩擦阻力。
(3) 减小载荷和速度:虽然在某些应用中,需要高速和高负荷的机械轴承,但降低载荷和转速会有利于减小摩擦力和磨损。
因此,在合理的范围内减小载荷和速度,可以降低机械轴承的摩擦特性。
(4) 排除轴承间隙:合理的轴承间隙设计可以提高轴承的刚度和精度,从而减小摩擦和磨损。
在轴承设计中,应该尽量减少间隙,以优化其摩擦特性。
(5) 加工与润滑工艺:精密的加工工艺可以提高机械轴承的精度和表面质量,从而减小摩擦力和磨损。
合适的润滑工艺也能够提供良好的摩擦特性。
四、优化设计的效果通过对机械轴承摩擦特性的优化设计,可以明显改善机械设备的性能。
减小摩擦力可以减少能量损耗,提高轴承的效率。
减小磨损可以延长机械轴承的使用寿命。
而且,通过优化设计还能够降低噪声和热量的产生,提升机械设备的可靠性和稳定性。
滚动轴承的摩擦系数与润滑一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:M=uPd/2(M:摩擦力矩,mN.m;u:摩擦系数,表1;P:轴承负荷,N;d:轴承公称内径,mm)。
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。
对于滑动轴承,一般u=0.01-0.02,有时也达0.1-0.2。
复合轴承摩擦系数:0.03~0.18轴承型式摩擦系数u深沟球轴承 0.0010-0.0015角接触球轴承 0.0012-0.0020调心球轴承 0.0008-0.0012圆柱滚子轴承 0.0008-0.0012满装型滚针轴承 0.0025-0.0035带保持架滚针轴承 0.0020-0.0030圆锥滚子轴承 0.0017-0.0025调心滚子轴承 0.0020-0.0025推力球轴承 0.0010-0.0015推力调心滚子轴承 0.0020-0.00254、滚动轴承润滑方式的选择滚动轴承是一种重要的机械元件,一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当,可以说,润滑是保证轴承正常运转的必要条件,它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。
不论采用何种润滑形式,润滑在滚动轴承中都能起到如下作用:(1)减少金属间的摩擦,减缓其磨损。
(2)油膜的形成增大接触面积,减小接触应力。
(3)确保滚动轴承能在高频接触应力下,长时间地正常运转,延长疲劳寿命,(4)消除摩擦热,降低轴承工作表面温度,防止烧伤。
(5)起防尘、防锈、防蚀作用。
因此,正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。
滚动轴承的润滑设计的内容主要包括:合理的润滑方法的确定,润滑剂的正确选用,润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。
滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。
轴承的摩擦系数及摩
擦力矩计算04.03
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轴承的摩擦系数
为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:M=uPd/2
这里,
M:摩擦力矩,mN.m
u:摩擦系数,表1
P:轴承负荷,N
d:轴承公称内径,mm
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如表1所示。
对于滑动轴承,一般u=0.01-0.02,有时也达0.1-0.2。
各类轴承的摩擦系数u
轴承型式摩擦系数u
深沟球轴承 0.0010-0.0015
角接触球轴承 0.0012-0.0020
调心球轴承 0.0008-0.0012
圆柱滚子轴承0.0008-0.0012
满装型滚针轴承0.0025-0.0035
带保持架滚针轴承0.0020-0.0030
圆锥滚子轴承 0.0017-0.0025
调心滚子轴承 0.0020-0.0025
推力球轴承 0.0010-0.0015
推力调心滚子轴承0.0020-0.0025
由轴承摩擦引起的轴承功率损失可用以下计算公式得出
NR = 1,05 x 10-4 Mn
其中
NR = 功率损失, W
M = 轴承的总摩擦力矩,Nmm
n = 转速,r/min
电机扭矩公式:T=9550*P/n
T:电机转矩N.M
P:电机功率KW
n:转速r/min。
轴承的摩擦力距最近国内一些客户在选用SPB轴承时,对轴承的性能要求提出了更加的要求,例如一家气象仪器的用户就提出启动摩擦力距的要求。
不妨我们也来了解一下这方面的知识,从中学到更多的有关轴承方面的质量特性。
我们先从摩擦开始,滚动轴承的摩擦主要由滚动体与套圈滚道之间的滚动摩擦与滑动摩擦;保持架与滚动体和套圈引导面之间的滑动摩擦(无保持架时为滚动体之间的滑动摩擦);润滑剂的粘性阻力;密封装置的滑动摩擦等方面组成,其大小取决于轴承的类型、尺寸、负荷、转速、润滑、密封等多种因素。
在需要低摩擦力矩的仪器和机械中,通常选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承和调心球轴承,以承受径向负荷;选用单列推力球轴承承受轴承向负荷,如果承受联合负荷,可选用角接触球轴承,在负荷角与接触角基本一致时,可获得最小的摩擦力矩;如果两个角的差距太大,可选用向心和推力轴承组装的办法来解决。
选用低摩擦力矩的轴承时,在结构设计上应避免采用接触式的密封装置。
同时,对低摩擦力矩的轴承润滑方式,应采用滴油润滑、油雾润滑和油气润滑。
也有专家在对低速球轴承的摩擦力矩的机理进行分析和实验的基础上,提出了减小摩擦力矩的措施,要更好地改善球轴承的性能,应选用高精度的多孔性材料的保持架,并采用稀油润滑。
记得以前我在上微厂生产制造“陀螺轴承”时,非常重视启动摩擦力距和动态摩擦力距等指标。
高精度的稳定平台要求其框架球轴承具有足够大的刚度,小而稳定的摩擦力矩。
由于轴承的摩擦力矩是稳定轴上干扰力矩的主要来源,其大小和波动值直接影响到系统工作的稳定性和可靠性。
减小干扰力矩可以提高稳定平台的精度,减少电机容量、体积和重量,易于对平台系统实现温控。
因为,在球轴承的摩擦力矩是一个十分复杂的问题,它不仅与轴承本身的结构尺寸、几何精度、材料及热处理性能有关,还与工作载荷、装配精度、润滑条件及环境参数有关。
因此,世界上许多先进的国家在60年代初就开始了灵敏轴承的减摩研究,目前美国处于领先地位。
滚动轴承的摩擦系数与润滑一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较,滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算:M=uPd/2(M:摩擦力矩,;u:摩擦系数,表1;P:轴承负荷,N;d:轴承公称内径,mm)。
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大,一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。
对于滑动轴承,一般u=,有时也达。
复合轴承摩擦系数:~轴承型式摩擦系数u深沟球轴承角接触球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承满装型滚针轴承带保持架滚针轴承圆锥滚子轴承调心滚子轴承推力球轴承推力调心滚子轴承4、滚动轴承润滑方式的选择滚动轴承是一种重要的机械元件,一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当,可以说,润滑是保证轴承正常运转的必要条件,它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。
不论采用何种润滑形式,润滑在滚动轴承中都能起到如下作用:(1)减少金属间的摩擦,减缓其磨损。
(2)油膜的形成增大接触面积,减小接触应力。
(3)确保滚动轴承能在高频接触应力下,长时间地正常运转,延长疲劳寿命,(4)消除摩擦热,降低轴承工作表面温度,防止烧伤。
(5)起防尘、防锈、防蚀作用。
因此,正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。
滚动轴承的润滑设计的内容主要包括:合理的润滑方法的确定,润滑剂的正确选用,润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。
滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。
其中油润滑具有比其他润滑方式更宽的温度使用范围,更适用于高速和高负荷条件下工作的轴承;同时,由于油润滑还具有设备保养和润滑剂更换方便、系统中摩擦副如齿轮等可以同时润滑的优点,所以迄今为止,轴承使用油润滑最为普遍。
脂润滑具有密封装置简易、维修费用低以及润滑脂成本较低等优点,在低速、中速、中温运转的轴承中使用很普遍。
内圈m6 n6 p6 外圈H7 G7K7这是正常内圈旋转的配合外圈旋转时内圈h6 k6外圈M6 N6双H配合一般不要采用因为国内加工能力不行孔和轴尺寸和形状达不到要求的话会跑外圈①当轴承内径公差带与轴公差带构成配合时,在一般基孔制中原属过渡配合的公差代号将变为过赢配合,如k5、k6、m5、m6、n6等,但过赢量不大;当轴承内径公差代与h5、h6、g5、g6等构成配合时,不在是间隙而成为过赢配合。
②轴承外径公差带由于公差值不同于一般基准轴,也是一种特殊公差带,大多情况下,外圈安装在外壳孔中是固定的,有些轴承部件结构要求又需要调整,其配合不宜太紧,常与H6、H7、J6、J7、Js6、Js7等配合。
附:一般情况下,轴一般标0~+0。
005 如果是不常拆的话,就是+0。
005~+0。
01的过盈配合就可以了,如果要常常的拆装就是过渡配合就可以了。
我们还要考虑到轴材料本身在转动时候的热胀,所以轴承越大的话,最好是-0。
005~0的间隙配合,最大也不要超过0。
01的间隙配合还有一条就是动圈过盈,静圈间隙前言滚动轴承是一种标准化部件,具有摩擦力小、容易起动及更换简便等优点。
我们在日常维修或从事机械设计时,合理、正确选择轴承配合是至关重要的。
1 轴承配合的选择方法正确选择轴承配合,对保证机器正常运转、提高轴承的使用寿命和充分利用轴承的承载能力关系很大。
滚动轴承配合的选择主要是根据轴承套圈承受负荷的性质和大小,并结合轴承的类型、尺寸、工作条件、轴与壳体的材料和结构以及工作温度等因素综合考虑。
(1)套圈是否旋转当轴承的内圈或外圈工作时为旋转圈,应采用稍紧的配合,其过盈量的大小应使配合面在工作负荷下不发生“爬行”,因为一旦发生爬行,配合表面就要磨损,产生滑动,套圈转速越高,磨损越严重。
轴承工作时,若其内圈或外圈为不旋转套圈,为了拆装和调整方便,宜选用较松的配合。
由于不同的工作温升,将使轴颈或外壳孔在纵向产生不同的伸长量。