轴向动负荷承载能力

除径向载荷外,内圈和外圈均带法兰的双列圆柱滚子轴承还可支撑轴向载荷。 其轴向负荷承载能力主要取决于滚子端面与挡边的接触面能承受多大的负荷。 其它对轴向负载能力有较大影响的因素,包括润滑条件、工作温度和轴承散热的情况。

计算轴向动载荷能力

在正常运行条件下可以使用下列公式估算轴向载荷能力。 轴承正常运行需考虑的典型条件有:
  • 一定的温度
    轴承工作温度和环境温度之间相差 60 °C。
  • 轴承特定的热损失
    气流 0.5 mW/mm2 °C;相对于轴承外径表面(A = π D B)。
  • 充分的润滑
    要求粘度比为 κ ≥ 2 (参见润滑条件 - 粘度比 κ部分)。 使用润滑脂润滑时,可使用润滑脂中的基油粘度。 如果 k 小于 2,摩擦和磨损将增加。 这些影响在低转速下会减少,例如使用含抗磨(AW)和极压(EP)添加剂的润滑油。 使用润滑脂润滑时,如果轴向载荷作用时间长,应经常使用在正常工作温度下有良好流动性的润滑脂(根据 DIN 51 817标准,> 3 %)润滑轴承。
  • 足够的径向荷载
    径向载荷值应至少为轴向载荷的两倍。 粘度比可以更低(轴向与径向载荷相比),但应经过 SKF 应用工程服务部确认。
  • 有限的对中误差
    当内圈与外圈之间的角度误差超过1弧分时,在挡边上承受载荷的情况会有很大的改变。 因此,指导值所含安全系数可能不充分。 碰到这种情况,请向SKF查询。
对于散热参考表面积 Ar ≤ 50,000 毫米2的轴承,可以通过下列公式充分精确地计算出允许的轴向载荷:



选择计算
对于散热参考表面积 Ar > 50,000 毫米2的轴承,可以通过下列公式充分精确地计算出允许的轴向载荷:



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当循环油润滑实现有效冷却时,可以通过下列公式增加允许的轴向载荷:

ΔFap = k1 ΔTs Vs 15 × 104 / (n (d + D))

式中

Ar=符合 ISO 15312:2003 的散热参考表面积
=π B (D + d) [mm2]
Fap=允许的轴向载荷 [kN]
ΔFap=因冷却而增加的允许轴向载荷[kN]
C0=基本额定静载荷[kN]
Fr=实际径向轴承载荷 [kN]
n=转速[r/min]
d=轴承内径 [mm]
D=轴承外径 [mm]
B=轴承宽度 [mm]
ΔTs=进油口和出油口之间的温差 [°C]
Vs
流过轴承的油量 [l/min]
k1=润滑油的系数为
= 0,5 ,润滑脂的系数为
= 0,3
k2=润滑油的系数为
= 0,05 ,润滑脂的系数为
= 0,03
使用以上热平衡公式计算的允许轴向载荷Fap,仅适用于在轴向载荷是固定且持续作用,以及滚子端面与挡边的接触面有足够润滑的条件下。 对于短时间作用的轴向载荷,可将该值乘以2;如果承受的是轴向冲击载荷,则可将该值乘以3。但必须能满足以下对挡边强度的限制。 上述短时间从数秒到几分钟不等。 其特点是在轴承恢复到正常工作温度之前的温度峰值不超过 5 °C。 根据经验,短时间是指轴承转动 1,000 次所需的时间。 根据上述公式计算出的数值不是硬性限制。 如需高于计算值的轴向载荷能力,请联系 SKF 应用工程服务部进行详细分析。

相对于法兰强度的轴向载荷限值

为避免法兰破裂,连续作用在轴承上的轴向载荷不应超过

Famax = 0.0023 D1.7

式中

Famax=最大持续作用轴向载荷 [kN]
D=轴承外径 [mm]
如果轴向载荷作用时间短,Famax可以乘以系数 2,而对于冲击载荷,可以乘以系数 3。

对接的要求

对于双列圆柱滚子轴承承受重轴向载荷的应用,轴向跳动和紧邻部件对接表面的尺寸会影响挡边载荷和运行精度。 为获得均匀的挡边载荷和提供适当的运行精度,使用中的数值。 关于挡肩表面的直径,SKF 建议以挡边高度一半的高度支撑内圈(图 1)。
das = 0.5 (d1 + F)

式中

das=轴对接直径 [mm]
d1=内圈法兰直径 [mm]
F=内圈滚道直径 [mm]
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