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　　关 节 轴 承 知 识 一、基本概念 1 径向额定动载荷：关节轴承中的工作表面动应力达到最大许用应力时的径向载荷。 2 轴向额定动载荷：关节轴承中的工作表面动应力达到最大许用应力时的轴向载荷。 3 寿命：关节轴承的摩擦系数达到规定的极限值或关节轴承磨损量超过规定的极限值时关 节轴承工作摆动的总次数。 4 径向当量动载荷：一恒定的径向载荷，在该载荷作用下，关节轴承中工作表面接触应力 与实际载荷作用相当。用于向心关节轴承、角接触关节轴承、杆端关节轴承同时承受径向载 荷和轴向载荷时计算关节轴承使用寿命用。一般情况下，对于向心、角接触关节轴承承受的 轴向载荷推荐不要超过径向载荷的 30％，杆端关节轴承承受的轴向载荷推荐不要超过径向 载荷的 20％ 5 轴向当量动载荷：一恒定的轴向载荷，在该载荷作用下，关节轴承中工作表面接触应力 与实际载荷作用相当。用于推力关节轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时计算关节轴承使用 寿命用。一般情况下，对于推力关节轴承承受的径向载荷推荐不得超过轴向载荷的 50％ 6 摆角β：摆动套圈上某一直径摆动到两个极限位置间的夹角。 7 摆次：关节轴承摆动套圈上某一点摆动了 2β 角时为一摆次。 二、关节轴承的选 选用关节轴承时，应充分考虑关节轴承的载荷大小、方向及传递方式、关节轴承的运动 方式、工况条件、润滑方式、定位（径向、轴向）、要求的使用寿命和安装与拆卸等要求。 三、关节轴承配合 图 1 轴与轴承内孔的配合 图 2 外壳孔与轴承外径的配合 4 关节轴承配合选择的基本原则。 4.1 根据轴承的类型、尺寸、公差、游隙，轴承的工作条件，作用在轴承上载荷的大小、方向和性质，轴 和外壳孔的材料，以及装拆方便等来进行轴承与轴和外壳孔配合的选择。 4.2 轴承的摆动套圈一般采用过盈配合，使轴承在载荷下工作时，套圈在轴和外壳孔的配合表面不产生磨 损和相对转动现象。 4.3 为防止内圈与轴之间的滑动或爬行，内圈与轴应优先采用过盈配合，如果为装拆方便或由于采用浮动 支承，而必须选用间隙配合时，轴颈表面必须淬硬。 4.4 选用过盈配合时，应考虑过盈量对径向游隙的影响。对于必须使用较大过盈量的场合，应选用原始游 隙大于基本组游隙值的轴承。 4.5 轴和外壳孔的公差带 4.5.1 轴的公差带按表 1 的规定选取。 表 1 轴的公差带 公差带 轴承类型 工作条件 润滑型 自润滑型 向心关节轴承 各种载荷、浮动支承 h6 ，h7 h6 ，g7 各种载荷、固定支承 m6 k6 角接触关节轴承 各种载荷 m6 ，n6 m6 推力关节轴承 各种载荷 m6 ，n6 m6 4.5.2 外壳孔的公差带按表 2 的规定选取 公差带 轴承类型 工作条件 润滑型 自润滑型 轻载荷、浮动支承 H6 ，H7 H7 向心关节轴承 重载荷、固定支承 M7 K7 轻合金外壳孔 N7 M7 各种载荷、浮动支承 J7 J7 角接触关节轴承 各种载荷、固定支承 M7 M7 纯轴向载荷 H11 H11 推力关节轴承 联合载荷 J7 J7 四、关节轴承的寿命计算 理论上计算关节轴承的使用寿命，都是假设关节轴承安装正确、常规加载、常温下工 作、关节轴承润滑良好、无外来物侵入关节轴承。 1 额定载荷的计算 轴承类型 摩擦副材料 额定动载荷计算公式 额定静载荷计算公式 钢对钢 Cdr ＝85 ×C ×dm Cs=425 ×C ×dm 向 心 关 节 钢对 PTFE 织物 Cdr ＝120×C ×dm Cdr ＝242 ×C ×dm 轴承 钢对 PTFE 复合材料 Cdr ＝90 ×C ×dm Cdr ＝225 ×C ×dm 钢对青铜 Cdr ＝50 ×C ×dm Cdr ＝125×C ×dm 角 接 触 关 钢对钢 Cdr=85.5 ×（B ＋C －H ）dm Cdr=426 ×（B ＋C －H ）dm 节轴承 钢对 PTFE 织物 Cdr=128 ×（B ＋C －H ）dm Cdr=254 ×（B ＋C －H ）dm 推力关节 钢对钢 Cdr=170 ×（B ＋C －H ）dm Cdr=920 ×（B ＋C －H ）dm 轴承 钢对 PTFE 织物 Cdr=255 ×（B ＋C －H ）dm Cdr=560 ×（B ＋C －H ）dm 注：C ：外圈宽度 dm ：轴承球径 B ：内圈宽度 H ：轴承高度 2 滑动速度 -4 V= 2.9089 ×10 ×β×f ×dm β：摆动角 f ：摆动频率 dm ：dm= §dm 为等效滑动球面直径，§为折算系数；向心为 1，角接触为 0.9，推力为 0.7 dm ：轴承球径 3 名义接触压力 P (大写) 2 p （小写 ）＝ k × （N/mm ） （Cd ：额定动载荷 ） Cd 摩擦副材料 钢对钢 钢对 PTFE 织物 钢对 PTFE 复合材料 钢对青铜 k 100 150 100 50 4 关节轴承使用寿命的计算 关节轴承的使用寿命与轴承的承受载荷、滑动速度、摩擦副材料、当量动载荷系数、载 荷特性（恒定载荷、脉动载荷、交变载荷）系数、温度寿命系数、滑动速度寿命系数、载荷 寿命系数、轴承质量与润滑寿命系数、重润滑间隔寿命系数、重润滑摆角寿命系数有关。 五、关节轴承的使用工况与失效判定准则 以下以向心关节轴承为例： 1 摩擦副材料：钢对钢 使用工况： 轴承内径： 6mm=d=30mm 许用温度 ：-60℃=t=200 ℃ 2 2 许用接触压力 ：1N/mm =p=100N/mm 滑动速度：1mm/s=v=100mm/s 2 2 p.v 值 ：1N/mm.mm/s =p.v=400N/mm .mm/s 失效判定准则： 径向游隙增加量 0.004 ×dk （轴承球径） 摩擦系数 µ = 0.22 R 2 .摩擦副材料：钢对青铜 使用工况： 轴承内径：5mm=d=50mm 许用温度 ：-60℃=t=250 ℃ 2 2 许用接触压力 ：1N/mm =p=50N/mm 滑动速度：1mm/s=v=100mm/s 2 2 p.v 值 ：1N/mm .mm/s=p.v=400N/mm .mm/s 失效判定准则： 径向游隙增加量 0.004 ×dk （轴承球径） 摩擦系数 µ = 0.25 R 3.摩擦副材料：钢对 PTFE 织物 使用工况： 向心关节轴承内径： 17=d=300mm 角接触关节轴承内径：25mm=d=200mm 推力关节轴承内径：10=d=200mm 许用温度：-60℃=t=150 ℃ 2 2 许用接触压力 ：5N/mm =p=150N/mm 滑动速度：1mm/s=v=300mm/s 2 2 p.v 值 ：5N/mm .mm/s=p.v=300N/mm .mm/s 失效判定准则： 径向游隙增加量： A) 承受恒定载荷时：为 0.3mm B) 承受交变载荷时：为 0.6mm 4 摩擦副材料：钢对 PTFE 复合材料 使用工况： 向心关节轴承内径： 6mm=d=30mm 许用温度： –60 ℃=t=200 ℃ 2 2 许用接触压力：5N/mm =p=100N/mm 滑动速度 1mm/s=v=300mm/s 2 2 p.v 值 ：5N/mm .mm/s=p.v=300N/mm .mm/s 失效判定准则： 径向游隙增加量： a) 承受恒定载荷时为 约 0.15mm b) 承受交变载荷时为 约 0.30mm 六、安全系数的选择 摩擦副材料 钢对钢 钢对 PTFE 织物 钢对 PTFE 复合材料 钢对青铜 C/P 2 1.75 1.6 2 注：C 为关节轴承的额定动载荷， P 为关