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薄壁軸承的力矩載荷計算及其典型應用簡介

2023-02-07 11:39:31

在任何工程應用中選擇軸承時,需要考慮三種主要載荷,即徑向、軸向(或推力)和力矩載荷。

如圖所示是考慮軸承類型時需要考慮的三個主要載荷,其中徑向載荷是垂直于物體中心軸線施加的任何力,軸向載荷平行于物體中心軸作用,而力矩載荷沿旋轉軸線施加,你可以把力矩載荷想象成任何能使物體旋轉的力,正常的徑向單滾珠軸承不是為這些力矩負載而設計的,而X型四點接觸軸承可以承受這三種所有的載荷。

想象一下用扳手擰緊螺栓,如圖所示,力矩是距離 d 和垂直力 F 的乘積,你的手離螺栓越近,轉動螺栓就越困難,相反,你的手離旋轉點越遠,轉動螺栓就越容易,因此,較大的距離產生較大的力矩(同時保持力恒定)。

當工程師為其特定應用選擇軸承時,通常將一系列軸承組合在一起,以處理系統內的各種負載,通常,軸承載荷只考慮徑向或軸向載荷,但如果只有一個軸承,在距離軸承滾珠路徑中心任意距離處施加的任何徑向載荷都會產生力矩載荷,薄壁軸承提供了一種具有獨特滾道幾何結構的軸承,專門用于處理這種力矩載荷,這種“X型”軸承將載荷分布在四個接觸點上,如圖所示。

與只有兩個接觸點的傳統徑向滾珠軸承滾道(如圖所示)相比,可以明顯看出負載分布的差異。

“X型”軸承可以處理所有三種類型的外加載荷,當系統中僅使用一個軸承時,這尤其有效,如圖所示。

“X型”軸承的一個簡單的應用是機械臂,如圖所示,它從一個靜止的基座上伸出,以便拾取和旋轉負載,結構底部的薄截面或回轉支承將承受該力矩載荷,因此,有必要安裝一個能夠承受力矩的軸承。