Скрещенный роликоподшипник — это разновидность поворотный подшипник который использует цилиндрические ролики, расположенные крест-накрест, причем каждый ролик ориентирован под углом 90 градусов относительно соседнего с ним. Такое расположение позволяет перекрещивающимся роликоподшипникам выдерживать радиальные, осевые и моментные нагрузки, поэтому они часто могут заменять двухподшипниковые устройства для применений с ограниченным пространством установки. А поскольку ролики образуют прямой контакт с дорожками качения, скрещенные конструкции роликов обладают очень высокой жесткостью и минимальным прогибом под нагрузкой. Эти характеристики делают скрещенные роликоподшипники идеальными для компонентов вращательного движения, таких как поворотные приводы и вращающиеся шариковые шлицы.

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

L = срок службы подшипника (обороты)

C = базовая номинальная динамическая нагрузка (N)

P = приложенная нагрузка (N)

Обратите внимание, что показатель степени в уравнении срока службы подшипника равен “10/3”, а не типичному “3”. Это связано с тем, что в скрещенных роликоподшипниках для переноса нагрузки используются ролики, а не шарики.

Базовая динамическая нагрузка для поперечного роликоподшипника рассчитана на нагрузки, приложенные врадиальный направление.

Когда поперечный роликоподшипник 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 (N)

X = коэффициент радиальной нагрузки

F_r = приложенная радиальная нагрузка (N)

M = приложенная моментальная нагрузка (Нм)

D_p = диаметр окружности шага роликов (м)

Y = коэффициент осевой нагрузки

F_a = приложенная осевая нагрузка (N)

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузки (X и Y соответственно) обычно используются для поворотных подшипников для учета того, как нагрузки распределяются внутри подшипника. Их значения изменяются в зависимости от соотношения осевой и радиальной нагрузок.

В случае скрещенных роликоподшипников пороговое значение отношения осевой нагрузки к радиальной составляет 1,5, и 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 соотношении 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 равную роль в возникновении усталости подшипника.

Если

Затем

Теперь эквивалентную радиальную нагрузку можно использовать для определения срока службы перекрещивающегося роликоподшипника.

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 предполагает колебательное движение — повторяющиеся частичные вращения, — срок службы должен быть уменьшен на величину колебаний.

L_oc = срок службы качающегося подшипника (обороты)

θ = угол колебательного движения