極限轉速的高低與軸承的類型、尺寸、負荷、潤滑、精度、游隙、保持架及冷卻條件等多種因素有關。但是,最主要的因素是潤滑劑或軸承材料所容許的工作溫度。各種型號軸承的極限轉速列于《滾動軸承產(chǎn)品樣本》軸承尺寸與性能表中,它們分別是在脂潤滑和油潤滑(含油浴潤滑)的條件下確定的,其適用范圍為:
(1)標準(G)級公差軸承;
(2)向心軸承僅承受徑向負荷推力軸承僅承受軸向負荷;
(3)P<=0.1C(C為軸承的基本額定動負荷);
(4)剛性的軸承座和軸;
(5)潤滑冷卻條件正常。
當軸承在P>=0.1C的負荷條件下運轉時,由于滾動體與滾道接觸表面間的接觸應力增大,致使軸承工作溫度升高,潤滑劑的性能相對惡化,因此,軸承的極限轉速將會相應降低。
對于C/p>=10的范圍,由于極限轉速降低很小,故可不予考慮,即按f1=1取值。
對于承受聯(lián)合負荷作用的向心軸承,由于其承受負荷的滾動體數(shù)量增多,摩擦阻力增加,發(fā)熱量升高,潤滑與冷卻條件變差,而且作用于保持架上的力也增大,因此,必須根據(jù)軸承類型和負荷角的大小,將軸承的極限轉速乘以一個降低系數(shù)f2加以調(diào)整。
如果所選取軸承的極限速度轉速不能滿足使用要求時,可采用某些改進技術措施予以提高,以達到較滿意的要求。如提高軸承公差差級;適當增大游隙;改用特殊材料和改進保持架的結構;改變潤滑方式,如采用油氣、油霧和噴射潤滑;改善冷卻條件等。
軸承的轉速主要受到軸承內(nèi)部的摩擦發(fā)熱引起的溫升的限制,當轉速超過某一界限后,軸承會因燒傷等而不能繼續(xù)旋轉。 軸承的極限轉速是指不產(chǎn)生導致燒傷的摩擦發(fā)熱并可連續(xù)旋轉的界限值。 因此,軸承的極限轉速取決于軸承的類型、尺寸和精度以及潤滑方式、潤滑劑的質和量、保持架的材料和型式、負荷條件等各種因素。 各類軸承采用脂潤滑及油潤滑(油浴潤滑)時的極限轉速分別載于各軸承尺寸表,其數(shù)值表示標準設計的軸承在一般負荷條件(C/P>=13,Fa/Fr<=0.25左右)下旋轉時轉速的界限值。 另外,潤滑劑根據(jù)其種類和牌號的不同,也可能雖優(yōu)于其他性能但不適用于高速旋轉。 極限轉速的修正 負荷條件C/P<13(即當量動負荷P超過基本額定動負荷C的8%左右),或承受的合成負荷中的軸向負荷超過徑向負荷的25%時,要用下式對極限轉速進行修正。 na=f1*f2*n 這里na:修正后的極限轉速,rpm f1:與負荷條件有關的修正系數(shù)(圖8.1) f2:與合成負荷有關的修正系數(shù)(圖8.2) n :一般負荷條件下的極限轉速,rpm(參照軸承尺寸表) C :基本額定動負荷,N{kgf} P :當量動負荷,N{kgf} Fr:徑向負荷,N{kgf} Fa:軸向負荷,N{kgf} 帶密封圈球軸承的極限轉速 帶接觸式密封圈(RS型)球軸承的極限轉速受到密封圈接觸面線速度的限制,允許線速度取決于密封圈的橡膠材質。 高速旋轉注意事項 軸承在高速旋轉、尤其是轉速接近或超過尺寸表記載的極限轉速時,主要應該注意如下事項:
(1)使用精密軸承
(2)分析軸承內(nèi)部游隙(考慮溫升產(chǎn)生的軸承內(nèi)部游隙減少量)
(3)分析保持架的材料的型式(對于高速旋轉,適合采用銅合金或酚醛樹脂切制保持架。另外也有適用于高速旋轉的合成樹脂成型保持架)
(4)分析潤滑方式(采用適用于高速旋轉的循環(huán)潤滑、噴射潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等潤滑方式) 軸承的摩擦系數(shù)(參考) 為便于與滑動軸承比較,滾動軸承的摩擦力矩可按軸承內(nèi)徑由下式計算: M=uPd/2 這里M:摩擦力矩,mN.m{kgf.mm} u:摩擦系數(shù),表1 P:軸承負荷,N{kgf} d:軸承公稱內(nèi)徑,mm 摩擦系數(shù)u受軸承型式、軸承負荷、轉速、潤滑方式等的影響較大,一般條件下穩(wěn)定旋轉時的摩擦系數(shù)參考值如表1所示。 對于滑動軸承,一般u=0.01-0.02,有時也達0.1-0.2。