關節(jié)軸承知識

一、基本概念

1徑向額定動載荷：關節(jié)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。

2軸向額定動載荷：關節(jié)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壽命：關節(jié)軸承的摩擦系數(shù)達到規(guī)定的極限值或關節(jié)軸承磨損量超過規(guī)定的極限值時關

節(jié)軸承工作擺動的總次數(shù)。

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)軸承中工作表面凄觸應力

與實際載荷作用相當。用于向心關節(jié)軸承、角接觸關節(jié)軸承、桿端關節(jié)軸承同時承受徑向載

荷和軸向載荷時計算關節(jié)軸承使用壽命用。一般情況下，對于向心、角接觸關節(jié)軸承承受的

軸向載荷推薦不要超過徑向載荷的30%,桿端關節(jié)軸承承受的軸向載荷推薦不要超過徑向

載荷的20%

5軸向當量動載荷：一恒定的軸向載荷，在該載荷作用下，關節(jié)軸承中工作表面凄觸應力

與實際載荷作用相當。用于推力關節(jié)軸承同時承受徑向載荷和軸向載荷時計算關節(jié)軸承使用

壽命用。一般情況下，對于推力關節(jié)軸承承受的徑向載荷推薦不得超過軸向載荷的50%

6擺角B：擺動套圈上某一直徑擺動到兩個極限位置間的夾角。

7擺次：關節(jié)軸承擺動套圈上某一點擺動了23隹時為一擺次。

二、關節(jié)軸承的選用

選用關節(jié)軸承時，應充分考慮關節(jié)軸承的載荷大小、方向及傳遞方式、關節(jié)軸承的運動

方式、工況條件、潤滑方式、定位（徑向、軸向）、要求的使用壽命和安裝與拆卸等要求。

三、關節(jié)軸承配合

H11H7H6J7

圖2外殼孔與軸承外徑的配合

4關節(jié)軸承配合選擇的基本原則。

4.1根據(jù)軸承的類型、尺寸、公差、游隙，軸承的工作條件，作用在軸承上載荷的大小、方向和性質(zhì)，

軸和外殼孔的材料，以及裝拆方便等來進行軸承與軸和外殼孔配合的選擇。

4.2軸承的擺動套圖一般采用過盈配合，使軸承在載荷下工作時，套圈在軸和外殼孔的配合表面不產(chǎn)生

磨損和相對轉動現(xiàn)象。

4.3為防止內(nèi)圈與軸之間的滑動或爬行，內(nèi)圈與軸應優(yōu)先采用過盈配合，如果為裝拆方便或由于采用浮

動支承，而必須選用間隙配合時，軸頸表面必須淬硬。

4.4選用過盈配合時，應考慮過盈量對徑向游隙的影響。對于必須使用較大過盈量的場合，應選用原始

游源大于基本組游隙值的軸承。

4.5軸和外殼孔的公差帶

4.5.1軸的公差帶按表1的規(guī)定選取。

表1軸的公差帶

公差帶

軸承類型工作條件

潤滑型自潤滑型

向心關節(jié)軸承各種載荷、浮動支承h6,h7h6,g7

各種載荷、固定支承m6k6

角接觸關節(jié)軸承各種載荷m6,n6m6

推力關節(jié)軸承各種載荷m6,n6m6

4.5.2外殼孔的公差帶按表2的規(guī)定選取

公差帶

軸承類型工作條件

潤滑型自潤滑型

輕載荷、浮動支承H6,H7H7

向心關節(jié)軸承重載荷、固定支承M7K7

輕合金外殼孔N7M7

各種載荷、浮動支承J7J7

角接觸關節(jié)軸承

各種載荷、固定支承M7M7

純軸向載荷H11H11

推力關節(jié)軸承

聯(lián)合載荷J7J7

四、關節(jié)軸承的壽命計算

理論上計算關節(jié)軸承的使用壽命，都是假設關節(jié)軸承安裝正確、常規(guī)加載、常溫下工

作、關節(jié)軸承潤滑良好、無外來物侵入關節(jié)軸承。

1額定載荷的計算

軸承類型摩擦副材料額定動載荷計算公式額定靜載荷計算公式

鋼對鋼Cdr=85XCXdmCs=425XCXdm

向心關節(jié)鋼對PTFE織物Cdr=120XCXdmCdr=242XCXdm

軸承鋼對PTFE復合材料Cdr=90XCXdmCdr=225XCXdm

銅對青銅Cdr=50XCXdmCdr=125XCXdm

角接觸關鋼對鋼Cdr=85.5X(B+C-H)dmCdr=426X(B+C-H)dm

節(jié)軸承鋼對PTFE織物Cdr=128X(B+C-H)dmCdr=254X(B+C-H)dm

推力關節(jié)鋼對鋼Cdr=170X(B+C-H)dmCdr=920X(B+C—H)dm

軸承鋼對PTFE織物Cdr=255X(B+C-H)dmCdr=560X(B+C-H)dm

注：C：外圈寬度dm：軸承球徑B：內(nèi)圈寬度H：軸承高度

2滑動速度

V=2.9089X104XBXfXdm

P：擺動角

f：擺動頻率

dm：dm=§dm為等效滑動球面直徑，§為折算系數(shù)；向心為1,角接觸為0.9,推力為0.7

dm：軸承球徑

3名義接觸壓力

p(小寫)=kX----------(N/mm2)(Cd：額定動載荷)

Cd

摩擦副材料鋼對鋼鋼對PTFE織物銀對PTFE復合材料鋼對青銅

k10015010050

4關節(jié)軸承使用壽命的計算

關節(jié)軸承的使用壽命與軸承的承受載荷、滑動速度、摩擦副材料、當量動載荷系數(shù)、載

荷特性(恒定載荷、脈動載荷、交變載荷)系數(shù)、溫度壽命系數(shù)、滑動速度壽命系數(shù)、載荷

壽命系數(shù)、軸承質(zhì)量與潤滑壽命系數(shù)、重潤滑間隔壽命系數(shù)、重潤滑擺角壽命系數(shù)有關。

五、關節(jié)軸承的使用工況與失效判定準則

以下以向心關節(jié)軸承為例：

1摩擦副材料：鋼對鋼

使用工況：

軸承內(nèi)徑：6mm<=d<=30mni

許用溫度：-60℃v=t<=200℃

許用接觸壓力：1N/mm2<=p<=100N/mm2

滑動速度：lmm/s<=vv=100mm/s

p.v值：lN/mm.mm/s2<=p.vv=4()()N/mm2.mm/s

失效判定準則：

徑向游隙增加量>0.004Xdk(軸承球徑)

摩擦系數(shù)即>=0.22

2.摩擦副材料：鋼對青銅

使用工況：

軸承內(nèi)徑：5mni<=d<=5()mm

許用溫度：?60Cv=t<=250℃

許用接觸壓力：1N/mm2<=p<=5()N/mm2

滑動速度：Imm/sv=v<=100mm/s

p.v值：1N/mm2.mm/s<=p.v<=400N/mm2.mm/s

失效判定準則：

徑向游隙增加量>0.004Xdk(軸承球徑)

摩擦系數(shù)即>=0.25

3.摩擦副材料：鋼對PTFE織物

使用工況：

向心關節(jié)軸承內(nèi)徑：17<=d<=300mm

角接觸關節(jié)軸承內(nèi)徑：25mm<=d<=2()0mm

推力關節(jié)軸承內(nèi)徑：10<=dv=200mm

許用溫度：-6()℃v=tv=15()C

許用接觸壓力：5N/mm2<=p<=150N/mm2

滑動速度：1mm/s<=v<=300mm/s

p.v值：5N/mm2.mm/s<=p.v<=300N/mm2.mm/s

失效判定準則：

徑向游隙增加量：

A)承受恒定載荷時：為0.3mm

B)承受交變載荷時：為0.6mm

4摩擦副材料：鋼對PTFE復合材料

使用工況：

向心關節(jié)軸承內(nèi)徑：6mm<=d<=30mm

許用溫度：—6()℃<=t<=2()0℃

許用接觸壓力：5N/mm2<=p<=100N/mm2

滑動速度1mm/sV=vV=3()0mm/s

p.v值：5N/mm2.mm/s<=p.v<=300N/mm2.mm/s

失效判定準則：

徑向游隙增加量：

a）承受恒定載荷時為約0.15mm

b）承受交變載荷時為約0.30mm

六、安全系數(shù)的選擇

摩擦副材料鋼對鋼鋼對PTFE織物鋼對PTFE復合材料鋼對青銅

C/P21.751.62

注：C為關節(jié)軸承的額定動載荷，P為關節(jié)軸承實際承受的載荷

七、干膜（也稱減摩涂層、磨合膜）的作用

M°S2潤滑干膜是以“M°S2”+“粘結劑”+“各種性能改進劑和溶劑”組成，噴涂在關

節(jié)軸承表面，并在一定溫度下固化，形成一層粘結在軸承表面的薄的潤滑層，有利于磨合，

薄膜厚度5?15卬1,不會移動