TIMKEN轴承的润滑寿命系数

TIMKEN轴承的润滑寿命系数

润滑膜对TIMKEN轴承性能的影响涉及到减少或防止TIMKEN轴承表面之间的粗糙 (金属-金属) 接触。为量化与润滑相关的参数对TIMKEN轴承寿命的影响,TIMKEN在自己的技术中心进行过大量测试。结果发现,相对润滑膜的厚度,滚子和滚道的表面处理对改善TIMKEN轴承性能的影响最显著。TIMKEN轴承的几何形状、材料、载荷和载荷区间等因子也对TIMKEN轴承性能发挥重要作用。

不论何种TIMKEN轴承,a3l 的最大值是 2.88。表面渗碳淬火轴承和全淬透轴承的a3l最小值分别是 0.200 和 0.126。润滑剂污染因子未包含在润滑因子中,因为TIMKEN公司的耐久性试验通常使用 40μm过滤器,这种润滑剂清洁度对大多数应用场景来说都符合现实情况。

TIMKEN轴承的碎屑寿命因子

TIMKEN轴承的碎屑寿命因子

在润滑系统中,碎屑会在接触表面上形成压痕,增加应力,从而缩短TIMKEN滚子轴承的寿命。TIMKEN公司额定寿命公式基于机油过滤为40μm 的测试数据和 15/12 (约数) ISO 洁净度测量值。该洁净度是一般工业设备的典型数值。系统内或多或少存在碎屑时,可以按照ISO润滑剂清洁度的测量值或期望值调节疲劳寿命的预测值,从而更加精确地反映期望的轴承性能。

在碎屑环境下预测TIMKEN轴承寿命的一个更加精确的方法是实施“碎屑特征分析”(Debris Signature Analysis™)。碎屑特征分析是确定系统中实际存在的碎屑对TIMKEN轴承性能影响的一个过程。该过程通常使用的方法是测量在给定应用场景下运行的TIMKEN轴承表面的凹陷/擦伤。这种分析方法大有裨益,因为不同类型的碎屑对性能的影响程度也不同。柔然、具有延展性的颗粒对TIMKEN轴承性能影响的程度不同于坚硬、易碎的颗粒。坚硬、具有延展性的颗粒通常对TIMKEN轴承寿命的影响最严重。易碎的颗粒可以分解,因此对性能的影响比不上坚硬、具有延展性的颗粒。

TIMKEN轴承的材料寿命系数

TIMKEN轴承的材料寿命系数

对于采用滚珠钢制造的标准TIMKEN轴承,TIMKEN轴承材料的寿命调整因子a2等于1.0。TIMKEN轴承还采用优质钢材制造,相比标准钢材含有的杂志更少、更小,能够延长轴承的疲劳寿命 (如DuraSpexx® 轴承)。使用材料寿命因子的前提是疲劳寿命受非金属夹杂物限制,接触应力大约小于2400 Mpa (350 ksi),且提供足够的润滑。需要注意的是,在TIMKEN轴承系统中,材料的改进无法抵消润滑不良的影响。

Timken角接触球轴承

TIMKEN轴承的寿命

TIMKEN轴承的寿命

选择TIMKEN轴承时可参照的不同性能标准有很多。这包括TIMKEN轴承疲劳寿命、旋转精度、载荷要求、温度限制、速度能力、声音等。TIMKEN轴承寿命是在疲劳剥落达到 6 mm2 (0.01 in.2) 之前TIMKEN轴承的使用时间或旋转的圈数。“疲劳”是一种统计现象,因此单个TIMKEN轴承的寿命无法准确预测。在相同的条件下测试时,表面上看起来可能相同的TIMKEN轴承会表现出相当大的“寿命分散”。因此,要预测TIMKEN轴承寿命必要在相似的条件下按照统计学方法评估大量TIMKEN轴承。Weibull 分布函数是在任何给定可靠性水平下预测大量TIMKEN轴承的寿命的公认标准。

微型轴承与仪器轴承

TIMKEN轴承的额定值

TIMKEN轴承的额定值

TIMKEN轴承有两种基本的额定载荷,即动态额定载荷和静态额定载荷。动态额定载荷用于评估旋转TIMKEN轴承的寿命。静态额定载荷用于确定可施加到非旋转TIMKEN轴承上的最大可允许载荷。

TIMKEN轴承动态额定载荷

TIMKEN轴承公布的动态额定载荷通常基于一百万转的额定寿命。该额定值用C表示,是一定比例的TIMKEN轴承能达到一百万转的L10寿命时对应的径向载荷。对于TIMKEN圆锥滚子轴承而言,动态额定载荷通常基于9千万转的额定寿命,用C90表示。该额定值是一定比例的TIMKEN轴承能达到9千万转的L10寿命时对应的径向载荷。对于圆锥滚子轴承,也公布了动态推力额定载荷,用Ca90表示。额定值Ca90是一定比例的轴承能达到9千万转的L10寿命时对应的推力载荷。TIMKEN轴承的动态额定载荷是材料清洁度和轴承内部几何形状的函数,几何参数包括滚道角度、滚动体和滚道之间的接触长度,以及滚动体的数量和尺寸。

TIMKEN轴承静态额定载荷

TIMKEN公司轴承的基本静态径向额定载荷和轴向额定载荷是以非运转轴承的最大接触应力为基础的,在承载最大的滚子的接触中心,最大接触应力对滚子轴承为 4000 MPa ,对球轴承为 4200 MPa 。

4000 MPa 或 4200 MPa 的应力水平可以在轴承滚道上引起看得见的轻微压痕标记。当TIMKEN轴承继续在较低的应用载荷下运转,该压痕在疲劳寿命上不会有重大影响。如果声音、振动或扭矩要求高,或出现冲击载荷,应选用较低的载荷极限。

TIMKEN轴承的轴承支反力

TIMKEN轴承的轴承支反力

动态轴向当量载荷(Pa)

计算TIMKEN推力轴承的疲劳寿命时,必须计算动态轴向当量载荷,单位是Pa。当一个轴向载荷对应的TIMKEN轴承寿命与径向载荷和轴向载荷共同作用在TIMKEN轴承上对应的轴承寿命相等,其定义为动态轴向当量载荷。对于推力球轴承、推力调心滚子轴承和推力圆锥滚子轴承,径向力的存在使得载荷计算变得复杂,必须仔细考虑。如果径向载荷 (Fr) 等于零,动态轴向当量载荷等于外加的轴向载荷 (Fa)。

静态轴向当量载荷

在比较非旋转TIMKEN轴承承受的载荷与基本静态承载能力时,需要定义静态当量载荷。对于TIMKEN推力轴承,所用的物理量是静态轴向当量载荷。静态轴向当量载荷的定义为一个纯轴向力在承受应力最大的滚动体中部产生的接触应力与实际复合外力所造成的应力相同的载荷。静态轴向当量载荷取件于所选的轴承类型。对于设计用于仅承受轴向载荷的推力圆柱滚子轴承和大多数推力圆锥滚子轴承,静态轴向当量载荷等于施加的轴向载荷。如果需要应对径向载荷或力矩的TIMKEN推力圆锥滚子轴承,请咨询铁姆肯公司工程师。

如何计算TIMKEN推力轴承的疲劳寿命

如何计算TIMKEN推力轴承的疲劳寿命

计算TIMKEN推力轴承的疲劳寿命时,必须计算动态轴向当量载荷,单位是 Pa。当一个轴向载荷对应的TIMKEN轴承寿命与径向载荷和轴向载荷共同作用在TIMKEN轴承上对应的轴承寿命相等,其定义为动态轴向当量载荷。对于TIMKEN推力球轴承、TIMKEN推力调心滚子轴承和TIMKEN推力圆锥滚子轴承,径向力的存在使得载荷计算变得复杂,必须仔细考虑。如果径向载荷 (Fr) 等于零,动态轴向当量载荷等于外加的轴向载荷 (Fa)。

TXR型TIMKEN交叉滚子轴承的特点

TXR型TIMKEN交叉滚子轴承的特点

TIMKEN交叉滚子轴承是倾角相互垂直的两列滚子交替放置于一列TIMKEN轴承体积内的设计构型。TXR轴承的截面高度不比TS轴承大很多。TIMKEN轴承的倾角和圆锥形状使得轴承拥有足够长的有效跨距,是TIMKEN轴承本身宽度的很多倍。这种类型的TIMKEN轴承可以很好地抵抗倾覆力矩。

这款TIMKEN轴承的标准设计是TXRDO,拥有双外圈和两个内圈,采用尼龙隔片保持架。另一款设计是 TXRDI,带有双内圈和两个外圈。TIMKEN交叉滚子轴承采用精密级制造工艺。交叉滚子轴承完美适用于机床设备,如立式镗床、磨床等类似应用。

TTD型TIMKEN推力圆锥滚子轴承的特点

TTD型TIMKEN推力圆锥滚子轴承的特点

TTD型TIMKEN轴承是双动推力圆锥滚子轴承,两个轴向都能承受推力载荷。内圈为一体式构造,带有两个独立滚道,两个外表面各一个。这些滚道可以是平面滚道或圆锥形滚道。对于平面内滚道,配套的外圈滚道为圆锥形;如果内圈滚道是圆锥形,那么外圈滚道为平面。外圈和保持架滚子组装件相互独立,不可互换。

TTD型TIMKEN轴承的变体包括下列特性:

  • TTDW,带油槽。
  • TTDWK,带油槽和键槽。
  • TTDK,带键槽。
  • TTDFL,带平面滚道。
  • TTDFLK,带平面内圈滚道和键槽。

TTC、TTCS 和 TTCL型TIMKEN推力圆锥滚子轴承的特点

TTC、TTCS 和 TTCL型TIMKEN推力圆锥滚子轴承的特点

TTC、TTCS和TTCL是无保持架的TIMKEN推力轴承,包括两个圆锥推力滚道、满装圆锥滚子和一个外挡圈。外挡圈将组装件约束在一起,便于运输和安装。这些型号的TIMKEN轴承专门设计用于低速和振荡应用场景,除挡圈构造不同之外完全相同。