3.1 金屬型
金屬型球面軸承
金屬型球面軸承主要用于載荷時不伴隨軸承的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動即靜載荷的場合，其載荷性能通常在靜載荷的狀態(tài)下進(jìn)行推測。但是，使用Al-Bz外圈的球面軸承在振動狀態(tài)及特定的潤滑狀態(tài)下也不太會發(fā)生燒結(jié)，使用鈹青銅內(nèi)圈及不銹鋼外圈的球面軸承即使在高負(fù)載下也很難發(fā)生燒結(jié)，動載荷性能優(yōu)異，因此需要對其低速擺動性能進(jìn)行推測。在動載荷性能和靜載荷性能之間，如果更注重后者，則建議使用外圈和內(nèi)圈都為不銹鋼材質(zhì)的軸承。 金屬型球面軸承的動負(fù)載性能受潤滑狀態(tài)的影響較大，因此需保持充分的潤滑狀態(tài)來發(fā)揮軸承的良好性能。
關(guān)于載荷術(shù)語的定義
負(fù)載方向如圖6所示。
圖6 - 負(fù)載方向和各部分名稱
額定靜載荷(STATIC LIMIT LOAD)
額定靜載荷是指靜止?fàn)顟B(tài)下施加該載荷后，球面軸承的永久變形不超過表5中的規(guī)定值，并通常不致?lián)p壞球面軸承性能的可用載荷。
表5 - 額定靜載荷下永久變形的規(guī)定值
| 規(guī)定值 | |
|---|---|
| 徑向額定靜載荷 | 0.076mm |
| 軸向額定靜載荷 | 0.102mm |
極限靜載荷 (STATIC ULTIMATE LOAD)
極限靜載荷是指靜止?fàn)顟B(tài)下施加該載荷后不致?lián)p壞球面軸承的負(fù)載，為額定靜載荷的1.5倍。
擺動載荷
擺動載荷是指在±10°的擺動角度、10cpm的速度以及交變載荷狀態(tài)下進(jìn)行擺動實驗，來回擺動20,000次后包括軸承磨損在內(nèi)的徑向間隙值不超過0.102mm 的載荷。圖7表示上述擺動實驗中表面壓力和球面軸承壽命周期之間的關(guān)系。
圖7 - 金屬型軸承表面壓力與壽命周期的關(guān)系
載荷性能的推測
負(fù)載性能W由固定內(nèi)圈的外圈的投影面積S與外圈許用應(yīng)力σ 的乘積、即W = S × σ來決定。
徑向投影面積SR
即圖8中斜線所示部分?？赏ㄟ^公式SR?= 0.85 × H × DB 來進(jìn)行估算。但是，如果外圈內(nèi)徑面有油槽，嚴(yán)格來說應(yīng)當(dāng)把這部分也考慮進(jìn)去。
軸向投影面積SA
軸向負(fù)載由圖9中的斜線部分固定?？赏ㄟ^公式進(jìn)行估算
圖8 - 徑向載荷受壓面
圖9 - 軸向載荷受壓面
許用應(yīng)力σ
許用應(yīng)力σ因材質(zhì)及熱處理狀態(tài)而異。美蓓亞三美集團(tuán)經(jīng)過各種試驗后，采用表6、表7中的許用應(yīng)力。
表6 - 相對于額定靜載荷的外圈的許用應(yīng)力
| 4130或不銹鋼外圈(30-35HRC) | Al-Bz外圈 | |
|---|---|---|
| 徑向額定靜載荷 | 620N/mm2 {63.3kgf/mm2} | 379N/mm2 {38.7kgf/mm2} |
| 軸向額定靜載荷 | 551N/mm2 {56.2kgf/mm2} | 275N/mm2 {28.1kgf/mm2} |
表7 - 相對于擺動載荷的外圈的許用應(yīng)力
| 擺動載荷 | |
|---|---|
| Al-Bz外圈 不銹鋼滾珠 | 193N/mm2 {19.7kgf/mm2} |
| 不銹鋼外圈 Be-Cu 滾珠 | 241N/mm2 {24.6kgf/mm2} |
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