GB T 24609-2009 滚动轴承.额定热转速.计算方法和系数.pdf

1、ICS 2110020J 11 囝园中华人民共和国国家标准GBT 24609-2009IS0 1 53 1 2：2003滚动轴承额定热转速计算方法和系数Rolling bearings-Thermal speed rating-Calculation and coefficients20091115发布(IS0 15312：2003，IDT)20100401实施$瞀粥鬻瓣訾矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅19刖 晶GBT 24609-2009IS0 1 53 1 2：2003本标准等同采用ISO 15312：2003滚动轴承额定热转速计算方法和系数。本标准等同翻译ISO 15312：200

2、3。为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：一“本国际标准”一词改为“本标准”；删除了国际标准的前言；一一用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”。本标准的附录A和附录B均为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会(sAcTc 98)归口。本标准起草单位：洛阳轴承研究所、洛阳LYC轴承有限公司。本标准主要起草人：郭宝霞、刘桥方。1范围GBT 24609-2009IS0 15312：2003滚动轴承额定热转速计算方法和系数本标准规定了油浴润滑滚动轴承额定热转速的定义，确定了该参数的计算原则。从摩擦学的观点看，按本标准确定的参数不仅适用干给定系列和尺寸标准结构

3、的轴承，而且也适用于其他相关标准结构的轴承。对于大多数标准部件而吉，最高转速由许用温度确定。整个部件的热量由轴承产生。由于运动学效应，本标准规定的额定热转速不适用于推力球轴承。注I：附录A给出系数，。，和，的平均值 ，0，为油浴润滑轴承粘滞损失的计算系数，为轴承摩擦损失的计算系数。注2：附录B规定了脂润滑的参照条件。可以选择参照条件，使脂润滑的额定热转速等同于油浴润滑的额定热转速。2规范性g用文件F列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新

4、版本。儿是不注E1期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 4199 2003滚动轴承公差定义(Is()11321：2000，MOD)GBI 4604 2006滚动轴承径向游隙(ISO 5753：l 99l，MOD)GP,T d662 2003滚动轴承额定静载荷(ISO 76：i087，lDT)GBT 6930 2002滚动轴承词汇(ISO 5593：l 997，1DT)GBT 78ll 2007滚动轴承参数符号(ISO 1524l：2001，IDT)3术语和定义GBT 4199 2003和GBT 6930 2002确立的以及下列术语和定义适用于本标准。31额定热转速thermal spe

5、ed rating系指在参照条件下由轴承摩擦产生的热量与通过轴承座(轴或座孔)散发的热量达到平衡时的内圈或轴圈的转速。注1：额定热转速是比较不同类型和尺寸的滚动轴承在高速运转条件下的适应性的判据之一。注2：额定热转速并未考虑到可能造成转速受到进一步限制的力学和运动学判据。32参照条件 reference conditions与额定热转速有关的条件。a)轴承的静止外圈或座圈的平均温度，即参照温度。平均环境温度，即参照外界温度。b)决定轴承摩擦损失的因素，如：一 轴承载荷的大小和方向；润滑方式、润滑剂类型以及运动黏度和剂量；一其他通用参照条件。GBT 24609-2009ISO 15312：200

6、3333435363738c)将“轴承的散热参照表面积”和“轴承的参照热流密度”的乘积定义为轴承的散热量，注：参照条件r的散热量基于经验值，并且代表轴承实际安装配置的散热量，但与轴承配置的实际结构无关。散热参照表面积heat emitting reference surface area通过内圈(轴圈)与轴之间及外圈(座圈)与座孔之间散发热量的接触面积的总和。参照载荷reference load系指由参照条件决定的轴承载荷，是引起与载荷有关的摩擦力矩的载荷。参照热流量reference heat flow参照条件下运转的轴承，由摩擦力产生的热量以热传导方式通过轴承散热参照表面散发的热量。参照热

7、流密度reference heat flow density单位散热参照表面积的参照热流量。参照环境温度reference ambient temperature参照条件卜_，轴承配置的平均环境温度。参照温度reference temperature参照条件下，轴承静止的外圈或座圈的平均温度。4符号和单位2007确立的以及下列符号适用于本标准。表1符号和单位符号 含义 单位A， 散热参照表面积 mm2B 轴承宽度c。； GBT 46622003中的轴向基本额定静载荷 Ncu； GBT 4662 2003中的径向基本额定静载荷 Nd 轴承内径d。 轴承平均直径d。一05(D+of)dl 推力调心

8、滚子轴承内圈外径D 轴承外径D 推力调心滚子轴承外圈内径f。i 参照条件下与载荷无关的摩擦力矩的系数 1， 参照条件下与载荷有关的摩擦力矩的系数 1Mo 与载荷无关的摩擦力矩 NfilmM0。 在参照条件及额定热转速n。下与载荷无关的摩擦力矩 NmmM1 与载荷有关的摩擦力矩 N-mmMl， 在参照条件及额定热转速n。下与载荷有关的摩擦力矩 Nmm2表1(续)GBT 24609-2009IS0 15312：2003符号 含义 单位n0， 额定热转速 min 1N， 在参照条件及额定热转速n。下轴承功率损耗 W尸I， 参照载荷 Nq， 参照热流密度 Wmnl2丁 圆锥滚子轴承总宽度接触角。 参照

9、环境温度 p 参照温度 在参照条件(滚动轴承的参照温度以)F润滑剂的运动黏度 mm2s蠹 参照热流量 W5参照条件51 总则本标准的参照条件主要是根据最常川的类型和尺寸的轴承在常规工作条件下确定的。52决定摩擦发热的参照条件521参照温度轴承静止的外圈或座圈的参照温度：口，一70；轴承的环境参照温度：口。，一20。522参照载荷5221 向心轴承(0。口45。)径向基本额定静载荷C。的5作为纯径向载荷，P。一005C。对于单列角接触轴承，参照载荷系指轴承套圈之问彼此产生纯径向位移的载荷的径向分量。5222推力滚子轴承(45。50 000 mm2时，mo016X(50“0700) Wram2。推

10、力轴承(见图5曲线2)当A。50 000 Inm2时，qr一0当A，50 000 mm2时，q，一0020 Wmm2；。20(志)“Wmm2。(5)5GBT 24609-2009IS0 15312：2003I 向心轴承；2 接力轴承；x 散热参照表面面积，单位为半方毫米(mm2)；Y 参照热流密度，虬，单位为瓦每平方毫米(Wmm2)。图56额定热转速的计算额定热转速的计算是基j一在参照条件下，轴承系统的能量达到平衡。即在参照条件下和额定热转速下，轴承所产生的摩擦热等于轴承所散发的热流量，见式(6)：Nr一馥在参照条件下及额定热转速下轴承的摩擦热计算见式(7)式(9)N一j等浩(mo。+巩)：=

11、-=砉浩10 7，。，X no尸3甜+Ph蹦 (7)Mo；=10 7厶，(v。n)d。3】 -(8)Mt，一f，P，X d。、 (9)在参照条件下，轴承的散热量根据参照热流密度吼和散热参照表面积A，计算，见式(10)：垂，一吼A， -(10)由摩擦热公式(7)和散热量公式(io)可得出额定热转速7。的计算公式，见式(11)：；姜备1。7，0，(un。)2口d。3+，P，。d。一qfA，(11)额定热转速n。通过迭代法，由公式(11)确定。7注释轴承的最大许用转速受到各种不同限制判据的限制，例如：许用温度(最常见的一种限制准则)、考虑到离心力时确保充足的润滑、避免任何轴承零件的断裂、滚动运动学、

12、振动、噪声的产生以及轴承密封唇的运动速度等。在本标准中，将轴承温度作为限制准则来判定轴承的转速能力。GGBT 24609-2009I$0 15312：2003转速能力可以表示为额定热转速，采用统一的参照条件进行计算。额定热转速或许与某些轴承制造厂家迄今所出版的样本中所列值有明显的差异，这是由于本标准中所确定的参照条件可能与这些轴承制造厂家的不同所致。轴承的摩擦损耗转换为热能，从而导致温度升高直至由摩擦产生的热量与轴承散发的热量达到平衡。与载荷无关的摩擦力矩Mo考虑了轴承的粘滞摩擦，取决于滚动轴承的类型、尺寸(轴承的平均直径)、速度以及润滑条件的影响。润滑条件包括润滑方式、润滑剂类型、运动黏度和

13、润滑剂注入量等。与载荷有关的摩擦力矩M，考虑了机械摩擦，取决于轴承类型、尺寸(轴承的平均直径)以及载荷的大小及方向。实际的热流密度可以与本标准假设值有所不同，这取决于与散热性有关的各种摩擦阻力，例如座L的结构、环境条件等。轴承的摩擦对热流密度具有重要影响。GBT 24609-2009IS0 15312：2003附录A(资料性附录)系数厶，和，、。表A1中列出了非接触式密封的各类轴承按公式(11)计算额定热转速n。时所需的系数厶，和，h。这些系数不仅是对文献中经验数值的分析结果，而且也是大量实验研究的结果。尽管系数，0，和，1。的值本质上是离散的，但表A1中给出的是无公差的平均值，这样使得计算统

14、-的额定热转速成为可能。系数，0，和，。取决于轴承的类型。表A1中表示的足寸系列规定在GBT 2733和GBT 2732中。表A1系数-厂。，和，轴承类型 尺寸系列 。， ，。， 轴承类型 尺寸系列 ，。 ，。，单列深沟 18 I7 o 000 1 0 四点接触 02 2 0000 37球轴承 28 1 7 0 000 l 0 球轴承 03 3 0000 3738 1 7 0 000 1019 】7 0 000 1 5 圈图 39 】7 0000 1500 17 0000 l 5有保持架的单列 1 0 2 0000 2010 17 0 000 1 5 圆柱滚子轴承 02 2 0000 3002

15、 2 0000 20 22 3 0 000 d003 23 0O()()20 目03 2 0000 3504 23 0000 20 23 4 0000 40调心球轴承 02 25 0000 08 宙04 2 0000 4022 3 0000 08倒03 35 0000 08满装单列圆柱 18 5 0000 5523 4 0 000 08 滚于轴承 29 6 O 000 5530 7 0 000 55单列角接触 02 2 0 000 25球轴承 03 3 0000 35 目一 22 8 0 000 5522。口45。 23 12 0 000 55圆 满装双列圆柱48 9 0000 55滚子轴承

16、4 9 11 0000 55双列或组配单列角32 5 0 000 3550 13 0 000 55接触球轴承 33 7 0000 35 圜固表A1(续)GBT 24609-2009IS0 15312：2003轴承类型 尺寸系列 f。? ，。 轴承类型 尺寸系列 ，。 ，滚针轴承 48 5 o 000 50 推力圆柱 11 3 0 001 50目 49 55 0 000 50 滚子轴承 12 4 0001 5069 10 0000 50调心滚子轴承 39 4 5 000017 嘟30 45 00001740 65 0000 27推力滚针轴承 5 0001 50圃31 55 0000 2741 7

17、 0000 49 嘲22 4 0 000 1932 6 0 000 3603 3 5 0 000 19推力调心 92 3 7 0 000 3023 4 5 0000 30滚子轴承 93 4 5 0 000 40厕锥滚于轴承 02 3 0000 40 94 5 0 000 5003 3 0000 40 酾30 3 0000 d029 3 0000 40凰 20 3 0 000 d0 修正结构推力调 92 25 0000 2322 45 0000 40 心滚子轴承 93 3 0000 30(优化内部结构) 94 33 0000 3323 45 0，000 4013 45 0 000 40 圈31

18、4 5 0 000 4032 45 0000 408推力滚针轴承的尺寸系列规定在GBT 4605中。9GBT 24609-2009IS0 15312：2003B1 总则附录B(资料性附录)脂润滑滚动轴承的额定热转速脂润滑轴承额定热转速的计算方法与油浴润滑相同。脂润滑轴承与载荷无关的摩擦力矩M。，在运转的时间内不是一个常数，因此，将轴承运转10 h-20 h后的温度规定为参照温度日。一70，如果能够满足列在B2和B3中的参照条件，脂润滑的额定热转速就等i-j于油浴润滑的额定热转速。B2润滑要求设定脂润滑的参照条件如F：润滑脂类型 某矿物油锂基脂，基油的运动黏度在dO时为00 r113：12s20

19、0 mm2s(ISO VG150)。润滑脂剂量 填脂量大约为轴承有效空间的30。B3系数，。，和，运转lO h20 h后，系数，0，可以取与油浴润滑相同的系数fo，刚加脂之后，系数，0，可以取为油润滑的两倍。在一个较长的运转周期厉，就在重新润滑之前，系数，o，nf以减少到油浴润滑的25，但是也应考虑到乏油的风险。脂润滑系数，。值与油浴润褙相同。1959参考文献GBT 24609-2009IS0 15312：20031GBT 27331999滚动轴承向心轴承外形尺寸总方案(eqv ISO 15：1998)，zGBT 2732 2005滚动轴承推力轴承外形尺、j_总方案(ISO 104：2002，IDT)E3GBT 46052003滚动轴承推力滚针和保持架组件及推力垫圈(ISO 3031：2000，NEQ)E43 PALMGREN，A，Ball and Roller Bearing Engineering，3rd ed，Burbank，Philadelphia