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机械设备中的静载荷动载荷应该怎么计算?

归档日期:10-26       文本归类:爆炸荷载      文章编辑:爱尚语录

  大家好,我是做机械机组成套设计的,现在要提静、动载荷分布图,主要是载荷质量,方便业主做基础,以前也出过,但我觉得我计算得有问题,不是特别对,哪位知道这个应该怎么算的,准确...

  大家好,我是做机械机组成套设计的,现在要提静、动载荷分布图,主要是载荷质量,方便业主做基础,以前也出过,但我觉得我计算得有问题,不是特别对,哪位知道这个应该怎么算的,准确点的教教我,要不我老一头的雾水,还担心自己计算的不对,谢谢大家了。。。

  楼下的,我就是不知道怎么算,也没有看书,书上好多我看不懂的,我们这个也不要求有多精确,但只要差不多就行,就是做基础时提条件的。展开我来答

  可选中1个或多个下面的关键词,搜索相关资料。也可直接点“搜索资料”搜索整个问题。

  惯性力与动静法:做加速度运动物体的惯性力大小等于物体的质量m和加速度a的乘积,方向与a相反。假想在每一具有加速度的运动质点上加上惯性力,则物体(质点系)作用的原力系与惯性力系将组成平衡力系。这样就可以把动力问题形式上作为静力学问题来处理,这就是达朗伯原理。

  工程上采用偏于保守的能量平衡方程来近似估算被冲击物与受冲击物所受冲击载荷与冲击应力。冲击系统能量平衡方程:

  利用压重平台反力装置,采用快速维持荷载法。荷载由油泵通过千斤顶施加于桩顶,采用千斤顶并联控制荷载的施加,千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。桩顶沉降量由位移传感器测得,全程采用静力荷载测试仪器自动采集数据,最后将原始数据进行室内资料整理。

  ⑴、旋转部件和成切线运动部件间的咬合处,如动力传输皮带和皮带轮、链条和链轮、齿条和齿轮等。

  ⑶、旋转的凸块和孔处。含有凸块或空洞的旋转部件是很危险的,如风扇叶、凸轮、飞轮等。

  ⑸、旋转部件和固定部件的咬合处,如辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等。

  知道合伙人教育行家采纳数:31077获赞数:140185向TA提问展开全部1动载荷概念:作用在构件上的载荷随时间有显著的变化,或在载荷作用下,构件上各点产生显著的加速度,这种载荷成为动载荷。

  2静载荷概念:大小和方向不随时间而变化的载荷。在静载荷作用下,受载构件处于平衡状态。构件各部分的速度都没有改变,即构件处于相对静止或作等速直线(一)滚动进口轴承疲劳寿命的校核计算一、基本额定寿命和基本额定动载荷

  所谓NSK轴承寿命,对于单个滚动轴承来说,是指其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳点蚀之前,一套圈相对于另一套圈所能运转的转数。

  由于对同一批轴承(结构、尺寸、材料、热处理以及加工等完全相同),在完全相同的工作条件下进行寿命实验,滚动轴承的疲劳寿命是相当离散的,所以只能用基本额定寿命作为选择轴承的标准。

  基本额定寿命:是指一批相同的NTN轴承,在相同条件下运转,其中90%的轴承在发生疲劳点蚀以前能运转的总转数(以转为单位)或在一定转速下所能运转的总工作小时数。

  基本额定动载荷C:当轴承的基本额定寿命为转时,轴承所能承受的载荷值。基本额定动载荷,对向心FAG轴承,指的是纯径向载荷,并称为径向基本额定动载荷,用表示;对推力轴承,指的是纯轴向载荷,并称为轴向基本额定动载荷,用表示;对角接触球轴承或圆锥滚子轴承,指的是使套圈间只产生纯径向位移的载荷的径向分量。

  不同型号的轴承有不同的基本额定动载荷值,它表征了不同型号轴承承载能力的大小。二、滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式 图9-7nachi轴承的载荷-寿命曲线是轴承的载荷-寿命曲线,它表示了载荷P与基本额定寿命之间的关系。此曲线用公式表示为:

  ε 为寿命指数,对于球轴承 ε =3;对于滚子轴承 ε =10/3。实际计算时,常用小时数表示轴承寿命为:

  温度的变化通常会对轴承元件材料产生影响,轴承硬度将要降低,承载能力下降。所以需引入温度系数 ft (见表9-5),对寿命计算公式进行修正:

  如果当量动载荷P和转速n已知,预期计算寿命 也已被选定,则可从公式(9-5)中计算出轴承应具有的基本额定动载荷 值,从而可根据 值选用所需轴承的型号:

  (9-5)表9-6推荐的timken轴承预期计算寿命机器类型 预期计算寿命 (h)

  短期或间断使用的机械,中断使用不致引起严重后果,如手动机械等 3000~8000

  间断使用的机械,中断使用后果严重,如发动机辅助设计、流水作业线自动传送装置、长降机、车间吊车、不常使用的机床等 8000~12000

  每日8小时工作的机械(利用率较高),如一般的齿轮传动、某些固定电动机等 12000~20000

  每日8小时工作的机械(利用率不高),如金属切削机床、连续使用的起重机、木材加工机械、印刷机械等 20000~30000

  24小时连续工作的机械,如矿山升降机、纺织机械、泵、电机等 40000~60000

  24小时连续工作的机械,中断使用后果严重。如纤维生产或造纸设备、发电站主电机、矿井水泵、船舶浆轴等 100000~200000

  滚动IKO轴承的基本额定动载荷对于向心轴承,是指内圈旋转、外圈静止时的径向载荷,对向心推力轴承,是使滚道半圈受载的载荷的径向分量。对于推力轴承,基本额定动载荷是中心轴向载荷。因此,必须将工作中的实际载荷换算为与基本额定动载荷条件相同的当量动载后才能进行计算。换算后的当量动载荷是一个假想的载荷,用符号表示。在当量动载荷作用下的轴承寿命与工作中的实际载荷作用下的寿命相等。在不变的径向和轴向载荷作用下,当量动载荷的计算公式是:

  根据轴承的实际工作情况,还需引入载荷系数(表9-8)对其进行修正,修正后的当量动载荷应按下面的公式进行计算:

  中等冲击或中等惯性力 1.2~1.8 车辆、动力机械、起重机、造纸机、冶金机械、选矿机、卷扬机、机床等

  强大冲击 1.8~3.0 破碎机、轧钢机、钻探机、振动筛等 在表9-7中,e为轴向载荷影响系数或称判别系数:

  1、在式9-7中,是轴承所受的径向载荷,通常为轴承水平面径向支反力与垂直面径向支反力的矢量和;

  2、对于深沟球轴承,其轴向载荷由外界作用在轴上的轴向力决定,所指向的轴承,其所承受的轴向力为外界作用在轴上的轴向力(=),另一轴承所承受的轴向力为零;对于角接触球轴承和圆锥滚子轴承,其轴向力由外界的总轴向作用力与各轴承因径向载荷产生的派生轴向力S之间的平衡条件得出。

  角接触球轴承和圆锥滚子轴承承受纯径向载荷时,要产生派生的轴向力,图9-7所示为两种不同安装方式时,由纯径向载荷产生派生轴向力的情况。其中:

  a)为正装(或称为面对面安装,这种安装方式可以使支点中心靠近)(图9-8a);

  安装方式不同时,所产生的派生轴向力的方向也不同,但其方向总是由轴承宽度中点指向载荷中心的。 (a)正装 (b)反装图9-8角接触球轴承轴向载荷分析角接触球轴承及圆锥滚子轴承的派生轴向力的大小按表9-9计算。但计算支反力时,若两轴承支点间的距离不是很小,为简便起见,可以轴承宽度中点作为支反力的作用点,这样处理,误差不大。表9-9约有半数滚动体接触时派生轴向力S 的计算公式圆锥滚子轴承 角接触球轴承

  图9-9所示为一成对安装的向心角接触轴承(可以是角接触球轴承或圆锥滚子轴承),及分别为作用于轴上的径向外载荷及轴向外载荷。两轴承所受的径向载荷为及,相应的派生轴向力为及。 图9-9向心角接触轴承的轴向载荷取轴和轴承内圈为分离体,当轴处于平衡状态时,应满足:

  如果+,如图9-10所示,则轴有右移的趋势,此时右边轴承Ⅱ被压紧,左边轴承Ⅰ被放松。但实际上轴并没有移动。因此,根据力的平衡关系,作用在轴承Ⅱ的外圈上的力应是+,且有:

  如果+(见图9-11)。此时轴有左移的趋势,轴承Ⅰ被压紧,轴承Ⅱ被放松,为了保持轴的平衡,在轴承Ⅰ的外圈上必有一个平衡力 作用,作与上述同样的分析,得作用在轴承Ⅰ及轴承Ⅱ上的轴向力分别为: 图9-11轴向力示意图(S1+FAS2时)=-(9-9a)

  (1) 根据轴承的安装方式及轴承类型,确定轴承派生轴向力、的方向、大小;

  (2) 确定轴上的轴向外载荷的方向、大小(即所有外部轴向载荷的代数和);

  (3) 判明轴上全部轴向载荷(包括外载荷和轴承的派生轴向载荷)的合力指向;根据轴承的安装形式,找出被压紧的轴承及被放松的轴承;

  (4) 被压紧轴承的轴向载荷等于除本身派生轴向载荷以外的其它所有轴向载荷的代数和(即另一个轴承的派生轴向载荷与外载荷的代数和);

  (5) 被放松轴承的轴向载荷等于轴承自身的派生轴向载荷。(二)极限转速校核滚动轴承转速过高,会使摩擦表面间产生很高的温度,影响润滑剂的性能,破坏油膜,从而导致滚动体回火或元件胶合失效。因此,对于高速滚动轴承,除应满足疲劳寿命约束外,还应满足转速的约束,其约束条件为

  为滚动轴承的极限转速。滚动轴承的极限转速值已列入轴承样本中,在有关标准和手册可以查到。但这个转速是指负荷不太大(P≤0.1C,C为基本额定动载荷),冷却条件正常,且轴承公差等级为0级时的最大允许转速。当轴承在重负荷(P0.1C)下工作时,接触应力将增大;向心轴承受轴向力作用时,将使受载滚动体增加,增大轴承接触表面间的摩擦,使润滑态变坏。这时,要用负荷系数 f1 和负荷分布系数 f2 对手册中的极限转速值进行修正。这样,滚动轴承极限转速的约束条件为:

  式中:f1、f2的值可从图9-12中查得。 (a)载荷系数 (b)载荷分配系数图9-12载荷系数和载荷分配系数(三)静强度校核由于不转动或转速极低的轴承,其主要的失效形式是产生过大的塑性变形,因此,静强度的校核的目的是要防止轴承元件产生过大的塑性变形。其约束强度条件为

  S0为轴承静强度安全系数,其值见表9-10;为径向额定静载荷。它是在最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引起与下列计算接触应力相当的径向静载荷:对调心球轴承为4600MPa;对所有其它的向心球轴承为4200MPa;对所有向心滚子轴承为4000MPa。对单列角接触球轴承,其径向额定静载荷是指使轴承套圈间仅产生相对纯径向位移的载荷的径向分量。为轴向额定静载荷。它是在最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引起与下列计算接触应力相当的中心轴向静载荷:对推力球轴承为4200MPa;对所有推力滚子轴承为4000MPa。为径向当量静载荷。它是指最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引起与实际载荷条件下相同接触应力的径向静载荷。为轴向当量静载荷。它是指最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引起与实际载荷条件下相同接触应力的轴向静载荷。

  、 可从有关设计手册中查到。、可分别按下面的公式进行计算。(1)对深沟球轴承、角接触球轴承、调心球轴承:

  a=0°(且仅承受径向载荷的向心滚子轴承);(3)a=90°的推力轴承:

  =2.3tga+对于双向SKF轴承,此公式适用于径向载荷与轴向载荷之比为任意值的情况。对于单向轴承,当/≤0.44ctga时,该公式是可靠的。当/大至0.67ctga时,该公式仍可给出满意的值。式中:和分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数,其值见表9-11。

  a 为接触角。表9-10静载荷安全系数轴承使用性况 使用要求、负荷性质及使用场合

  各种使用场合下的推力调心滚子轴承 ≥2 表9-11系数和的值轴承类型 单列向心球轴承 双列向心球轴承 0°的向心滚子轴承

  ①对于两套相同的单列深沟球轴承以背对背或“面对面”安装(成对安装)在同一轴上作为一个支承整体运转情况下,计算其径向当量静载荷时用双列轴承的和值,以和为作用在该支承上的总载荷。

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