Скрещенный роликовый подшипник — это тип вращающегося подшипник который использует цилиндрические ролики, расположенные крест-накрест, причем каждый ролик ориентирован под углом 90 градусов относительно соседнего с ним. Такое расположение позволяет подшипникам со скрещенными роликами выдерживать радиальные, осевые и моментные нагрузки, поэтому они часто могут заменять устройства с двумя подшипниками для применений с ограниченным монтажным пространством. А поскольку ролики имеют прямой контакт с дорожками качения, конструкции скрещенных роликов обладают очень высокой жесткостью и минимальным прогибом под нагрузкой. Эти характеристики делают подшипники со скрещенными роликами идеальными для компонентов вращательного движения, таких как поворотные приводы и поворотные шаровые шлицы.

Прогнозируемый срок службы подшипника со скрещенными роликами рассчитывается с помощью стандартного уравнения срока службы для подшипников, в которых ролики используются в качестве несущих элементов:

L = срок службы подшипника (обороты)

C = номинальная базовая динамическая нагрузка (N)

P = приложенная нагрузка (N)

Обратите внимание, что показатель в уравнении срока службы подшипника равен “10/3”, а не типичному “3”. Это связано с тем, что в подшипниках со скрещенными роликами для передачи нагрузки используются ролики, а не шарики.

Базовая номинальная динамическая нагрузка для подшипника со скрещенными роликами рассчитана на нагрузки, приложенные в радиальном направлении.

Когда подшипник со скрещенными роликами подвергается осевым и/или моментным нагрузкам, эквивалентная радиальная нагрузка должна быть рассчитана на основе комбинации приложенных радиальных, осевых и моментных нагрузок.

P_r = динамическая эквивалентная радиальная нагрузка (Н)

X = коэффициент радиальной нагрузки

F_r = приложенная радиальная нагрузка (Н)

M = приложенный момент нагрузки (Нм)

D_p = диаметр окружности шага роликов (м)

Y = коэффициент осевой нагрузки

F_a = приложенная осевая нагрузка (Н)

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузки (X и Y соответственно) обычно используются для подшипников вращения для учета распределения нагрузок внутри подшипника. Их значения изменяются в зависимости от соотношения осевой и радиальной нагрузок.

В случае подшипников со скрещенными роликами пороговое значение отношения осевой нагрузки к радиальной равно 1,5. В этот момент осевая нагрузка начинает влиять на то, как ролики перемещаются по дорожкам качения, и, следовательно, на то, как нагрузка распределяется по каждому ролику.

При отношении осевой нагрузки к радиальной, равном или меньшем 1,5, коэффициент радиальной нагрузки выше, чем коэффициент осевой нагрузки (1,0 против 0,45), что означает, что радиальная нагрузка играет более значительную роль в усталости подшипника.

Если

Затем

Однако, если отношение осевой нагрузки к радиальной превышает 1,5, радиальная и осевая нагрузки умножаются на один и тот же коэффициент нагрузки (0,67), что означает, что они играют одинаковую роль в возникновении усталости подшипника.

Если

Затем

Теперь эквивалентную радиальную нагрузку можно использовать для определения срока службы подшипника со скрещенными роликами.

Большинство производителей также рекомендуют учитывать коэффициенты для применения при высоких температурах (обычно выше 80 °C) и для применений с умеренными или сильными ударными нагрузками.

f_t = температурный коэффициент (1,0 при 80°C и уменьшается с повышением температуры)

f_в = коэффициент нагрузки (обычно от 1,0 до 3,0, в зависимости от ожидаемого уровня ударной и вибрационной нагрузки)

И если применение включает колебательное движение — повторяющиеся частичные вращения, — срок службы должен быть сокращен на величину колебания.

L_oc = срок службы качающегося подшипника (обороты)

θ = угол колебательного движения