dyrobes軸承計算
關注創(chuàng)建者：應力突變 創(chuàng)建時間：2016-06-08
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Mesys軸與軸承、軸系的計算與設計優(yōu)化系統(tǒng)
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擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件SML-BSDC介紹
擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件SML-BSDC V1.0 擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件是由斯姆勒數(shù)值仿真技術研究院的寧老師CAE團隊開發(fā) 基于有限元技術開發(fā) 基于大型通用商業(yè)有限元軟件ANSYS進行二次開發(fā) 目前適用于擠壓軸承和滑動軸承的工作特性計算、剛度計算和阻尼特性計算 適用于油膜和氣膜等薄膜擠壓軸承和滑動軸承 滾珠軸承的計算軟件正在開發(fā)中，將在后續(xù)版本中進行增補
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dyrobes軸承計算的實例教程
二、 球軸承選型
在進行球軸承選型時，首先要根據(jù)軸承受力狀況、速度能力、噪聲要求、安裝要求等選擇合適的軸承種類，同時需考慮溫度、環(huán)境的限制條件，選擇合適的軸承材料及潤滑方式（以上本文第一章已有介紹），再根據(jù)設計空間尺寸對所選的軸承型號進行壽命計算，設計流程圖如圖6。
圖6 軸承選擇流程
軸承壽命主要可以從兩個類型去考核，當疲勞失效為軸承的主要失效形式時，需校核軸承疲勞壽命，當軸承受過大的靜負荷或在極低轉(zhuǎn)速下承受沖擊負荷時，此時軸承的壽命不是取決于材料的疲勞，而需考核軸承靜態(tài)強度。需要額外考慮的是，軸承載荷是否小于最小軸承負荷。
1. 軸承疲勞壽命計算：
額定壽命：在一塊疲勞剝落前，90%的一組同樣的軸承將達到或超過的壽命。
軸承調(diào)整壽命：考慮壽命調(diào)整系數(shù)的額定壽命。
動態(tài)額定載荷：表示在該載荷作用下，一定數(shù)量的軸承的額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)。對于向心軸承，載荷是指純徑向載荷（C）；對于推力軸承，載荷是指純軸向載荷；向心推力軸承，載荷是指產(chǎn)生軸承套圈相互間純徑向位移的載荷的徑向分量（C）。
動態(tài)徑向當量載荷：在一恒定的徑向載荷下，滾動軸承具有與實際載荷相同的壽命。
其中X、Y分別為徑向、軸向動載荷系數(shù)，分別為軸承實際載荷的徑向、軸向分量。X、Y值可查閱軸承公司網(wǎng)站的建議值。
展開 注意，這是滾動軸承的特點所決定的，否則要滾動軸承干嘛？千萬別忘了滾動軸承被發(fā)明的目的就是減小摩擦，減小阻轉(zhuǎn)矩。
滾動軸承內(nèi)部的滑動摩擦所占比例應該很小，否則也不能被稱為滾動軸承。同時滾動軸承攪拌潤滑的損失，與其他摩擦比也應該不是一個很大的值。這樣一來，滾動軸承運動是自身的發(fā)熱就不是發(fā)熱主體，應該是整個軸承出現(xiàn)溫升的一個次要因素。
使軸承出現(xiàn)明顯溫升的主要因素是設備自身的發(fā)熱。設備自身的發(fā)熱量在設備進行設計的時候會有一個估算，這樣的發(fā)熱傳導到軸承上，考慮到散熱等因素，通常會小于等于設備自身發(fā)熱的總值。
基于上述知識，現(xiàn)場在面對軸承發(fā)熱的時候，首先可以檢查設備發(fā)熱的軸承溫度分布，然后再考慮軸承自身的發(fā)熱因素。如果軸承溫度明顯高于設備溫度，就應該引起警惕，因為此時軸承的發(fā)熱成為了主要熱源，說明內(nèi)部摩擦狀態(tài)已經(jīng)不是正常狀態(tài)。
軸承自身的發(fā)熱的計算，是從計算軸承的摩擦開始。本公號上一篇文章介紹了軸承自身摩擦轉(zhuǎn)矩的計算方法，通常軸承自身的發(fā)熱可以通過自身摩擦轉(zhuǎn)矩進行計算，公式如下：
式中（更正：式中應為-4）：
M：軸承的總摩擦轉(zhuǎn)矩，參考上一章 滾動軸承摩擦轉(zhuǎn)矩的計算 介紹的計算方法；
n：軸承轉(zhuǎn)速。
有興趣的工程師可以根據(jù)自身設備發(fā)熱計算一下軸承發(fā)熱應該占整個設備發(fā)熱的比例。有助于定性定量的了解軸承發(fā)熱的兩級。
展開 注意：不適用于輕金屬或者薄壁軸承的計算。
更換材質(zhì)，以及對于薄壁軸承、薄壁軸承室、空心軸等的游隙減小量計算相對復雜，此處不介紹，工程師可以咨詢軸承供應商，一般應提具相應的計算服務。
滾動軸承摩擦轉(zhuǎn)矩的計算
滾動軸承內(nèi)部是通過滾動體在滾道內(nèi)的滾動實現(xiàn)減小摩擦保證機械設備良好、穩(wěn)定，精確運轉(zhuǎn)的零件。滾動軸承運轉(zhuǎn)的時候也會存在一定的摩擦，這些摩擦所產(chǎn)生的能量最終以熱量的方式散發(fā)出去，是軸承自身發(fā)熱的來源。因此，在計算軸承溫度的時候，除了考慮外界熱源的熱量傳遞，也要考慮軸承自身轉(zhuǎn)動的發(fā)熱。本文對滾動軸承摩擦轉(zhuǎn)矩的計算做一個介紹，給出簡化算法。在軸承摩擦轉(zhuǎn)矩計算完成之后，就可以計算軸承運轉(zhuǎn)過程中的熱量，從而得到軸承的計算溫度。
滾動軸承最基本的組成部分包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈、軸承滾動體和保持架。滾動軸承的滾動是在滾動體和滾道接觸表面發(fā)生的，這個滾動摩擦是滾動軸承區(qū)別于滑動軸承的最重要因素。
滾動軸承在運轉(zhuǎn)的時候，由于內(nèi)部各個零部件存在相對的運動和摩擦，因此也有一定的摩擦轉(zhuǎn)矩。事實上，滾動軸承內(nèi)部的摩擦不僅僅是上述的滾動體和滾道之間的滾動摩擦，還有其他的組成部分。這些組成部分共同構成滾動軸承的摩擦學模型。相對準確的滾動軸承摩擦計算就是基于這個滾動軸承摩擦學模型進行的。
關于滾動軸承的摩擦，在2003年瑞典軸承公司SKF提出了摩擦學模型，并發(fā)布在自己的軸承型錄之中。
在這個滾動軸承摩擦模型總體是這樣的：
M=Mrr+Msl+Mdrag+Mseal
在上述的模型中：
M ：滾動軸承的總摩擦轉(zhuǎn)矩。
Mrr：滾動軸承在運轉(zhuǎn)時候的滾動摩擦部分。主要是指滾動體和滾道之間的滾動摩擦。
展開 因此真正的潤滑脂溫度選擇是要經(jīng)過一定的計算。
潤滑脂的溫度選擇
通常選擇潤滑脂是為了在給定工況下能為軸承提供足夠潤滑。此時需要對“給定工況”和“滿足潤滑性能”進行校核。這就是通常的潤滑選擇校核計算。
以往曾經(jīng)講過（亦可以查閱《電機軸承應用技術》、《電機軸承故障診斷與分析》、《齒輪箱軸承應用技術》，以及本公號其他文章），潤滑脂的選擇校核計算本質(zhì)上是校核卡帕系數(shù)。當卡帕系數(shù)為1至4之間的時候，說明所選潤滑滿足潤滑需求。
在計算的過程中，可以注意到其中有很多的溫度影響。比如黏度變化曲線，其實是黏度對溫度的變化曲線。
這個校核計算的本質(zhì)就是校核所選潤滑脂在當前溫度下，是否可以滿足卡帕系數(shù)落到1-4之間。如果答案是肯定的，那么選擇就是恰當?shù)?，否則則需要進行調(diào)整。
總結(jié)
從上面的介紹感覺溫度選擇和標稱溫度沒有直接的關系。事實上，標稱的溫度與油脂的選擇是有一定聯(lián)系的。因為油脂的滴點等性能決定了黏度曲線，而卡帕系數(shù)的計算也來自于黏度曲線。
通過本文的介紹不難發(fā)現(xiàn)，直接將使用溫度和油脂標稱數(shù)據(jù)進行對比的方式往往是不準確的。
問題來了，為什么油脂供應商不給一個可對比的參數(shù)呢？答案是，這不可能。因為油脂供應商不知道設備設計者選擇的工況條件。而油脂的性能是隨著工況（溫度）變化的。因此無法給出一個定值。
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dyrobes軸承計算的最新內(nèi)容
基于matlab的GUI滾動軸承特征頻率計算，輸入軸承參數(shù)，包括轉(zhuǎn)速，節(jié)圓直徑、滾子直徑、滾子數(shù)、接觸角，就可得滾動特征頻率結(jié)果，程序已調(diào)通，可直接運行。
電機軸承為什么不能達到預期計算壽命？
Tribo-X計算軟件考慮摩擦學問題中的多種影響因素，解決傳統(tǒng)CAE計算困難，計算速度慢的問題，精確考慮各種特性對摩擦學結(jié)構的影響，包括混合摩擦、湍流效應、微觀粗糙表面、氣穴等。
Tribo-X可以計算潤滑系統(tǒng)的應變、摩擦和溫度等；是一個“數(shù)字放大鏡”，查看摩擦接觸的內(nèi)部，更好的理解整個接觸過程。Tribo-X專門的后處理軟件生成2D和3D圖表，并輸出用戶所需的數(shù)據(jù)、圖片或視頻
摩擦學問題中各種因素往往錯綜復雜，涉及多門學科，例如，流體力學、固體力學、流變學、熱物理、應用數(shù)學等等。由于摩擦學現(xiàn)象發(fā)生在表面層，影響因素頗多，這就使得理論分析和實驗研究都較為困難，經(jīng)典三維CFD或者有限元計算難度很大。
Tribo-X應用場景
摩擦學是有關摩擦、磨損與潤滑科學的總稱，是在研究摩擦和磨損過程中兩個相對運動表面之間的相互作用。由于摩擦引起能量的轉(zhuǎn)換
在設備設計、安裝、使用的過程中，軸承潤滑脂溫度的選擇是十分重要的。對于電機而言，常用的潤滑介質(zhì)是潤滑脂。
一般油脂供應商在油脂技術參數(shù)上會標注一些數(shù)據(jù)，包括滴點、使用溫度范圍等等。
另一方面，不同的技術資料上又有很多的溫度計算。
有時候，各種計算的結(jié)果，以及軸承其他零部件溫度限值與潤滑脂標稱的那些參數(shù)不大相同。眾多的概念和計算，導致工程師在選取的時候陷入迷局。
下面我們針對這些概念做一個梳理
軸承發(fā)熱的計算
軸承在運行時候的溫度與冷態(tài)溫度會存在一定差異，也就是軸承運行的時候有一定的溫升。產(chǎn)生軸承溫升的原因主要包含在兩個方面：
第一，外界的傳導。由于外界機械零部件在運行時候產(chǎn)生的發(fā)熱而導致的整個機械各個零部件的溫度升高。這個熱量通過傳導，傳遞給軸承，從而造成軸承的發(fā)熱。對于電機和齒輪箱而言
滾動軸承摩擦轉(zhuǎn)矩的計算
滾動軸承內(nèi)部是通過滾動體在滾道內(nèi)的滾動實現(xiàn)減小摩擦保證機械設備良好、穩(wěn)定，精確運轉(zhuǎn)的零件。滾動軸承運轉(zhuǎn)的時候也會存在一定的摩擦，這些摩擦所產(chǎn)生的能量最終以熱量的方式散發(fā)出去，是軸承自身發(fā)熱的來源。因此，在計算軸承溫度的時候，除了考慮外界熱源的熱量傳遞，也要考慮軸承自身轉(zhuǎn)動的發(fā)熱。本文對滾動軸承摩擦轉(zhuǎn)矩的計算做一個介紹
軸承游隙的選擇與計算
在前面的文章中我們介紹了游隙的定義以及影響游隙的因素。對于軸承使用者而言，最實際問題是怎么選擇軸承的游隙。
一、 球軸承的分類
球軸承在傳動系統(tǒng)中應用廣泛，其優(yōu)點有摩擦阻力小、極限轉(zhuǎn)速高、價格低廉等。常見的球軸承有以下四種 :
1. 深溝球軸承
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