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滚动轴承 |
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超精密轴承的承载能力和寿命 |
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作者：Schaeffler Group Industrial |
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超精密轴承的工作寿命
超精密轴承既要引导机械零件高精度运转也要保证在高速的时候有足够的支撑。因此轴承的选择主要考虑精度、刚性和运转性能这几个要素。
为了保证能充分的满足工作要求，轴承必须无磨损运行。在承载的时候必须保证在滚动体和滚道接触区有润滑油膜产生。在这种条件下，轴承的实际疲劳寿命会更长。
如果设计要达到疲劳寿命，轴承的寿命深受润滑剂的寿命影响，请看润滑脂工作寿命部分。
在相关载荷条件下决定轴承工作寿命大小的因素是滚动体和滚道之间接触区域的接触应力的大小和轴承的动态性能。
对于性能优异的主轴轴承，建议在设计轴承布置的时候单独采用特殊的计算软件。
在实际工作过程中由于超精密轴承不会因为疲劳而导致失效，额定寿命L10 根据DIN ISO 281 计算已不再恰当。
疲劳载荷
为了检验疲劳载荷，载荷比S0* 根据以下公式计算得出：
S0* – 疲劳载荷比（动载安全系数）
C0 N 基本额定静载荷
P0* – 当量载荷P0* 可以使用当量静载荷公式进行计算，只是计算的时候使用动载荷。
如果载荷比S0* > 8，这样就能满足疲劳载荷的主要前提条件。
更准确的方法是单独测量轴承的接触应力，表设计极限值
 用专门计算软件检测轴承的动态性能，请看主轴设计BEARINX®部分。
如果其它的前提条件有效的润滑油膜（黏度比κ≥ 2）和极高的清洁度都满足，就不需要计算轴承的额定寿命。
如果这些前提条件达不到，润滑和清洁度对轴承的影响可以通过修正寿命计算公式ISO 281 手动计算或者通过 DIN ISO 281 附录4电脑辅助计算。
清洁度
对于超精密轴承，在滚动体和滚道的接触表面清洁度对轴承的工作寿命有很大的影响，因为污染物会急剧增加磨损减小工作寿命。
油润滑清洁度的指导值是源于油压条件可以从表中查看。对于脂润滑，如果轴承已经带有初装脂而且已经密封，轴承已经是最高清洁度等级。
点接触状态润滑油的清洁度推荐值
线接触状态润滑油的清洁度推荐值
通过参考例如过滤器厂商或者研究院的样本，润滑油的清洁度等级可以用来指示污染颗粒对轴承寿命减小的影响。循环油经过过虑器的之后就能达到特定的清洁度要求。
例如，过滤器的滞留率β3 ≥200 是指，经过多次测试试验，在200 个颗粒当中>3 μm 只有一个能够通过过滤器。
过滤器率大于β3≥75 会对循环油系统中的其它组成部件产生不利的影响。
安装轴承前，相关接触部件需要冲洗保证清洁。
静载安全系数
在超精密轴承使用的时候，静载荷如退刀力很少检测。
描述静载的参数是静载安全系数S0。
S0 – 静载安全系数
C0 N 基本额定静载荷
P0 N 联合载荷下的当量静载荷，请看当量静载荷部分。
计算公式在相关产品各自章节有列出。
当量静载荷
当量静载荷P0 是根据轴承的轴向和径向载荷计算出来的。
它在滚动体和滚道接触面之间受力最大区域的中心点处引起的应力等于实际载荷合成引起的应力。对于实际承受载荷最大的轴承我们要检验它的承载能力。
工作温度
对于超精密轴承来说套圈材料能保证尺寸稳定温度是+150 °C。
高于这个温度时，需要考虑温度对轴承材料性能的影响。
各部件的极限温度，保持架（+100 °C），轴承密封件
（+100 °C）和润滑剂需要遵守。
对于更高的使用温度，请联系Schaeffler Group Industrial的应用工程师。(end)
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(11/16/2011) |
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