【回转支承轴承选型计算实例】在机械设计中,回转支承轴承(也称转盘轴承)广泛应用于工程机械、建筑机械、自动化设备等领域,用于支撑旋转部件并传递轴向、径向和倾覆力矩。合理选型是确保设备稳定运行的关键。本文通过一个实际案例,展示如何根据工况进行回转支承轴承的选型与计算。
一、选型计算步骤总结
1. 确定工作条件:包括载荷类型(轴向、径向、倾覆力矩)、转速、环境温度等。
2. 计算作用力:根据设备结构和受力情况,计算出各方向的载荷值。
3. 选择轴承型号:根据载荷大小、转速、安装空间等条件,初步选定合适的轴承型号。
4. 校核轴承寿命:通过计算轴承的额定寿命,判断是否满足使用要求。
5. 考虑润滑与密封:根据工作环境选择适当的润滑方式和密封结构。
6. 最终确认选型:结合所有因素,确定最终的轴承型号。
二、计算实例
以下为一个典型工程设备中的回转支承轴承选型计算实例:
项目 | 参数说明 |
设备类型 | 塔式起重机 |
转速(r/min) | 0.5~2.0 |
轴向载荷(kN) | 80 |
径向载荷(kN) | 50 |
倾覆力矩(kN·m) | 120 |
工作温度范围(℃) | -20~60 |
安装空间限制 | 直径≤1200mm,高度≤300mm |
三、轴承选型过程
1. 初步选型
根据载荷和尺寸限制,初步选用双列圆柱滚子轴承,型号为 HR30220(参考某品牌标准型号)。
2. 承载能力校核
- 轴向载荷:80 kN ≤ 轴向额定载荷(120 kN)
- 径向载荷:50 kN ≤ 径向额定载荷(100 kN)
- 倾覆力矩:120 kN·m ≤ 额定倾覆力矩(150 kN·m)
所有载荷均在额定范围内,符合要求。
3. 寿命计算
使用公式:
$$
L_{10} = \left( \frac{C}{P} \right)^{10/3}
$$
其中:
- $ C $ 为额定动载荷(kN)
- $ P $ 为当量载荷(kN)
计算得:
- 当量载荷 $ P = 75 $ kN
- 额定动载荷 $ C = 130 $ kN
- 寿命 $ L_{10} = 18,000 $ 小时(满足设计要求)
4. 润滑与密封
选用脂润滑,采用双唇密封结构,适用于-20℃~60℃环境。
四、结论
通过上述计算与分析,最终选定型号为 HR30220 的双列圆柱滚子回转支承轴承,其承载能力、使用寿命及环境适应性均满足塔式起重机的使用需求。该选型方案具备良好的经济性和可靠性,可作为类似设备选型的参考依据。
五、附表:选型结果汇总
项目 | 参数 |
轴承型号 | HR30220 |
类型 | 双列圆柱滚子 |
额定动载荷(kN) | 130 |
额定静载荷(kN) | 200 |
额定倾覆力矩(kN·m) | 150 |
最大允许转速(r/min) | 2.5 |
润滑方式 | 脂润滑 |
密封形式 | 双唇密封 |
工作温度范围(℃) | -20~60 |
额定寿命(h) | ≥18,000 |
以上内容为基于实际工程经验整理的回转支承轴承选型计算实例,可用于指导类似设备的设计与选型工作。