四列圆锥滚子轴承的额定动载荷计算

许正根，王宇炎

(1.洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039；2.洛阳理工学院 电气工程与自动化系，河南 洛阳 471023)

1 国家标准中的计算方法

GB/T6391—2010《滚动轴承 额定动载荷和额定寿命》中，对单列、双列向心滚子轴承的额定动载荷及额定寿命的计算作了明确规定，对于组合轴承的情况也作了说明。对组合轴承的额定动载荷计算规定如下：2套或2套以上单列滚子轴承安装在同一轴上，以串联配置作为一个整体运转，制造和安装精度能保证载荷均匀分布，该轴承的径向额定动载荷等于轴承套数的7/9次幂乘以一套单列轴承的额定动载荷。单套轴承的径向额定动载荷为

(1)

式中：Cr为径向额定动载荷；bm为材料系数；fc为几何系数；i为滚子列数；Lwe为滚子有效接触长度；α为外滚道与中心线的夹角；Z为每列的滚子数；Dwe为平均滚子直径。

2 国外计算方法

TIMKEN公司的轴承额定动载荷是以9×107r转或工作3 000 h(以500 r/min)的额定寿命为基础的。SKF公司的双列及四列圆锥滚子轴承额定动载荷的计算也是以9×107r或工作3 000 h(以500 r/min)的额定寿命为基础。

TIMKEN公司的额定动载荷计算式为

(2)

式中：fc的取值见表1。

表1 fc的取值

TIMKEN公司认为，以9×107r为额定寿命更为实际，因为大多数轴承都等于或超过这个值。 基于该公式，TIMKEN公司进行了广泛的轴承疲劳寿命测试，结果证明该方法是评估轴承实际寿命的有效方法。

对于双列轴承，两个轴承列载荷相等时，考虑了组件系统寿命的双列轴承额定动载荷C90(2)可以由(2)式得到，此时，式中i=2。

那么，四列轴承的额定动载荷为

C90(4)=2C90(2)；

同理，六列轴承的额定动载荷为

C90(6)=3C90(2)。

3 提出的计算方法

参考TIMKEN公司的四列圆锥滚子轴承额定动载荷的计算方法，并与世界其他公司四列圆锥滚子轴承Cr值进行比较，认为国内四列圆锥滚子轴承的额定动载荷应按下面方法进行计算。

首先计算出双列圆锥滚子轴承的额定动载荷Cr(2)，即

四列圆锥滚子轴承的额定动载荷Cr(4)为

Cr(4)=2Cr(2)；

同样，六列圆锥滚子轴承的额定动载荷Cr(6)为

Cr(6)=3Cr(2)。

4 结束语

在中国轴承行业内，计算四列圆锥滚子轴承的额定动载荷时，多数仅将(1)式中的i取为4，这样计算出的Cr偏小。通过借鉴TIMKEN公司和其他国外轴承公司的计算方法，提出了一种计算四列圆锥滚子轴承额定动载荷的新方法。