關節(jié)軸承 額定動載荷與壽命 軸承行業(yè)國家標準：JB／T 8565—1997

關 節(jié) 軸 承     額定動載荷與壽命

1 范圍
本標準規(guī)定了關節(jié)軸承額定動載荷與壽命計算方法。
本標準適用于國家標準中規(guī)定的關節(jié)軸承尺寸范圍及符合標準規(guī)定技術條件的向心關節(jié)軸承、角接觸關節(jié)軸承、推力關節(jié)軸承和桿端關節(jié)軸承。
本標準不適用于特殊結構或非正常使用條件下工作的關節(jié)軸承，諸如，特殊的材料，特殊滑動接觸面，特殊游隙，內外圈相對過大的傾斜，軸或座過大的變形等。
2 引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB 3944—83 關節(jié)軸承 詞匯
3 定義
本標準采用GB 3944 及下列定義。
3. 1 徑向額定動載荷
軸承中的工作表面動應力達到最大許用應力時的徑向載荷。
3. 2 軸向額定動載荷
軸承中的工作表面動應力達到最大許用應力時的軸向載荷。
3. 3 壽命
軸承的摩擦系數(shù)達到規(guī)定的極限值或軸承磨損量超過規(guī)定的極限值時，軸承工作擺動的總次數(shù)。
3. 4 徑向當量動載荷
一恒定的徑向載荷，在該載荷作用下，關節(jié)軸承中工作表面接觸應力水平與實際載荷作用相當。
3. 5 軸向當量動載荷
一恒定的中心軸向載荷，在該載荷作用下，關節(jié)軸承工作表面接觸應力水平與實際載荷作用相當。
3. 6 自潤滑軸承
關節(jié)軸承工作時無需再潤滑的軸承。此種軸承通常是含油的或工作表面上有自潤滑材料，如聚四氟乙烯（PTFE）織物或其復合材料等。
3. 7 常規(guī)運轉條件
指軸承安裝正確、常規(guī)加載、常溫下工作、軸承潤滑良好、無外來物侵入軸承。
3. 8 擺角β
擺動套圈上某一直徑擺動到兩個極限位置間的夾角。
3. 9 擺次
軸承擺動套圈上某一點擺動了 2β角時為一擺次。

4 符號
B：關節(jié)軸承內（軸）圈公稱寬度，mm
C：關節(jié)軸承外（座）圈公稱寬度，mm
H：推力關節(jié)軸承公稱高度，mm
dm：關節(jié)軸承滑動球面公稱直徑，mm
dm：滑動球面等效直徑，mm
T：角接觸關節(jié)軸承公稱寬度，mm
Cd：關節(jié)軸承額定動載荷，N
Cdr：關節(jié)軸承徑向額定動載荷，N
Cda：關節(jié)軸承軸向額定動載荷，N
fr：徑向軸承額定載荷系數(shù)，N/mm2
fra：角接觸軸承額定載荷系數(shù)，N/mm2
fa：推力軸承額定載荷系數(shù)，N/mm2
f：關節(jié)軸承擺動頻率，min–1
P：關節(jié)軸承當量動載荷，N
p：名義接觸壓力，N/mm2
Fmin：最小載荷，N
Fmax：最大載荷，N
Fa：軸向載荷，N
Fr：徑向載荷，N
fP：載荷變化頻率，Hz
k：耐壓系數(shù)，N/mm2
a：系數(shù)
G：系數(shù)
L：關節(jié)軸承初潤滑壽命，擺次
LR：關節(jié)軸承重潤滑壽命，擺次
LW：關節(jié)軸承重潤滑間隔，擺次
t：溫度，℃
v：關節(jié)軸承滑動速度，mm/s
KM：與摩擦副材料有關的系數(shù)
Xr：徑向軸承當量動載荷系數(shù)
Xra：角接觸軸承當量動載荷系數(shù)
Ya：推力軸承當量動載荷系數(shù)
αK：載荷特性壽命系數(shù)
αT：溫度壽命系數(shù)
αV：滑動速度壽命系數(shù)
αP：載荷壽命系數(shù)
αz：軸承質量與潤滑壽命系數(shù)
αh：重潤滑間隔壽命系數(shù)
dβ：重潤滑擺角壽命系數(shù)

β：擺角，（°）
ζ：折算系數(shù)

5 關節(jié)軸承額定動載荷計算方法
5. 1 向心關節(jié)軸承
向心關節(jié)軸承的徑向額定動載荷Cdr為：
Cdr＝frCdm （N） ………………………………（1）
式中系數(shù)fr 與軸承接觸副的材料、結構型式、徑向游隙等因素有關，表 1 列出了正常游隙值情況下fr 的值。

5. 2 角接觸關節(jié)軸承
角接觸關節(jié)軸承的徑向額定動載荷Cdr 為：
Cdr = fra（B＋C—T）dm (N)………………………………（2）
式中系數(shù)fra 與軸承接觸副材料及軸承尺寸有關，表 2 列出了fra 的值。

5. 3 推力關節(jié)軸承
推力關節(jié)軸承軸向額定動載荷Cda：
Cda= fa（B＋C—H）dm （N）…………………………………（3）
式中系數(shù)fa 與軸承接觸副材料及結構尺寸有關，表 3 列出fa 的值。

5. 4 桿端關節(jié)軸承
桿端關節(jié)軸承的額定動載荷計算方法，應根據(jù)桿端關節(jié)軸承的結構型式來選定。當桿端關節(jié)軸承為向心型時，采用向心關節(jié)軸承的方法計算。當桿端關節(jié)軸承為球頭型時，采用推力關節(jié)軸承的方法計算。
6 當量動載荷計算方法
6. 1 向心關節(jié)軸承
當向心關節(jié)軸承承受不變的徑向和軸向聯(lián)合載荷時，其當量動載荷為：
P＝XrFr （N）………………………………………（4）
式中系數(shù)Xr 與Fa/Fr 值有關，表 4 列出了Xr 的取值。

6. 2 角接觸關節(jié)軸承
當角接觸關節(jié)軸承承受不變的徑向和軸向聯(lián)合載荷時，其當量動載荷為：
P=XraFr （N）………………………………………（5）
式中系數(shù)Xra按表 5 選取。

6. 3 推力關節(jié)軸承
當推力關節(jié)軸承承受不變的軸向和徑向聯(lián)合載荷時，其當量載荷為：
P=YaFa （N）……………………………………（6）
式中系數(shù)Ya 按表 6 選取。

6. 4 變動載荷
當關節(jié)軸承在一個擺動周期內承受變動載荷時，其當量動載荷為：

…………………………………（7）

7 關節(jié)軸承壽命計算方法
關節(jié)軸承的壽命與軸承的承載能力和使用條件有關。
7. 1 軸承球面滑動速度
關節(jié)軸承工作球面的滑動速度為：
v＝2.9089×10^-4βfdm^—（mm/s）………………………………（8）

式中^—dm=ζdm，折算系數(shù)ζ的值見表 7。

7. 2 名義接觸壓力
關節(jié)軸承中的名義接觸壓力按式（9）計算：
 （N/mm2）………………………………（9）
式中耐壓系數(shù)k 值見表 8。

7. 3 軸承的pv 值極限
關節(jié)軸承工作表面上的pv 值必須加以限制，否則軸承會過熱，導致軸承壽命縮短。pv 值按式（10）計算：

不同材料接觸副的pv 值限制范圍見表 9。

7. 4 關節(jié)軸承壽命計算方法
關節(jié)軸承的計算磨損壽命L 為：

式中各系數(shù)分別從表 10～表 12 中選取。

7. 5 重潤滑壽命計算方法
對于需維護的關節(jié)軸承，應定期更換軸承中的潤滑劑，此時軸承的壽命估算方法如下：
LR= αh αβL （擺次）…………………………………（12）
式中系數(shù)αh、αβ分別按表 13、表 14 選取。

7. 6 分段載荷下的軸承壽命計算
當關節(jié)軸承承受分段載荷作用時，其壽命為：
…………………………………（13）

式中：Ti——第i 段載荷的作用時間；
Li——第i 段載荷下的計算壽命；
n——載荷的分段數(shù)。