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轴承中的径向力和推力

通过迈克·桑特|2021年6月14日

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在要求精度的地方,重要的是工程师要考虑作用在轴承上的力。由于轴承通常支持轴绕旋转轴的自由运动,通常有两种力作用在轴承上:径向载荷和推力载荷。但是,这些力的影响是什么呢?在这里,克里斯约翰逊,微型轴承专家SMB轴承的董事总经理解释。

SMB059——IMAGE-2-ball-bearing-held-with-tweezers 径向载荷与旋转轴呈90°垂直,而推力载荷——也称为轴向载荷——与旋转轴平行。任何轴的不对中也会导致力矩负载,一个倾斜的力可以增加磨损。

在轴承上施加推力载荷是有益的。例如,对内圈或外圈施加永久推力载荷(预紧力),使用垫圈或弹簧,可以消除轴承中的玩耍,并提供更精确的旋转。相反,应用过多的负载可能是灾难性的。如果工程师在应用中未能将轴承与径向和推力载荷充分匹配,就会大大降低轴承的寿命。

在计算轴承寿命时,重要的是要考虑额定载荷,这是轴承的旋转元件将经历疲劳的速度和轴承在故障前可以承受的总转数的度量。这些额定值可分为静态额定值和动态额定值。

典型的径向球轴承主要是为径向载荷设计的,具有最大的静态和动态载荷能力。静载荷能力是在载荷导致轴承球或滚道的总、永久变形等于球直径的万分之一之前,轴承可以承受的最大径向载荷。

虽然轴承可能能够容忍高静载荷,但它将在精度和平滑性损失的情况下这样做,使其在高精度环境中使用不切实际,如电子制造和用于食品和饮料生产的机器人。由于铬钢的硬度,不锈钢轴承的典型静态负载额定值大约是铬钢轴承的额定负载的75-80%。

另一方面,动态载荷额定值是一组相同的铬钢轴承的90%的能力,只有内圈旋转,承受恒定大小的径向载荷100万转之前出现疲劳迹象。

负荷越大,球和滚道承受的压力水平就越高。这将导致更快的磨损和更短的轴承寿命。疲劳失效导致球路径被侵蚀,导致剥落,在这种情况下,滚道表面的断裂导致材料被移除,最终导致失效。

过度的负荷也会导致其他的疲劳迹象,如过热,润滑剂的退化和颗粒物质薄片引起的磨损。

选择合适的轴承
有各种各样的措施,制造商可以采取,以确保长轴承寿命。第一步是将径向载荷限制在轴承动态额定载荷的6-12%之间。虽然轴承能够承受更高的负载,但它的寿命将会缩短。

下一步就是选择合适的材料。在SMB轴承作为薄型,耐腐蚀和微型轴承专家的经验中,选择正确的轴承类型也可以使所有的不同。虽然所有的径向球轴承都有一定的推力负荷能力,如果存在更大的推力负荷,通常最好使用有深滚道的重型轴承,因为这些可以承受高达50%的静态径向负荷额定轴向负荷。

虽然薄截面轴承-其中轴承的内径和外径之间的差异很小-对于紧凑性和节省重量非常好,但由于较浅的滚道,它们只能支持轴承静态径向额定载荷的10 - 30%之间的轴向载荷。额外的径向载荷或力矩载荷将进一步降低推力载荷能力。在薄截面轴承上的过度推力负载会导致球骑在靠近滚道顶部的危险位置。

通过选择正确的轴承类型,并在控制径向和推力载荷的战斗中考虑关键因素,工程师可以确保他们继续创新,同时提供最高水平的精度、平滑度和轴承寿命。

SMB轴承
www.smbbearings.com


了下:轴承的建议
标记:smbbearings

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