3.1 金屬型
金屬型球面軸承
金屬型球面軸承主要用于載荷時不伴隨軸承的旋轉運動即靜載荷的場合，其載荷性能通常在靜載荷的狀態下進行推測。但是，使用Al-Bz外圈的球面軸承在振動狀態及特定的潤滑狀態下也不太會發生燒結，使用鈹青銅內圈及不銹鋼外圈的球面軸承即使在高負載下也很難發生燒結，動載荷性能優異，因此需要對其低速擺動性能進行推測。在動載荷性能和靜載荷性能之間，如果更注重后者，則建議使用外圈和內圈都為不銹鋼材質的軸承。 金屬型球面軸承的動負載性能受潤滑狀態的影響較大，因此需保持充分的潤滑狀態來發揮軸承的良好性能。
關于載荷術語的定義
負載方向如圖6所示。
圖6 - 負載方向和各部分名稱
額定靜載荷(STATIC LIMIT LOAD)
額定靜載荷是指靜止狀態下施加該載荷后，球面軸承的永久變形不超過表5中的規定值，并通常不致損壞球面軸承性能的可用載荷。
表5 - 額定靜載荷下永久變形的規定值
| 規定值 | |
|---|---|
| 徑向額定靜載荷 | 0.076mm |
| 軸向額定靜載荷 | 0.102mm |
極限靜載荷 (STATIC ULTIMATE LOAD)
極限靜載荷是指靜止狀態下施加該載荷后不致損壞球面軸承的負載，為額定靜載荷的1.5倍。
擺動載荷
擺動載荷是指在±10°的擺動角度、10cpm的速度以及交變載荷狀態下進行擺動實驗，來回擺動20,000次后包括軸承磨損在內的徑向間隙值不超過0.102mm 的載荷。圖7表示上述擺動實驗中表面壓力和球面軸承壽命周期之間的關系。
圖7 - 金屬型軸承表面壓力與壽命周期的關系
載荷性能的推測
負載性能W由固定內圈的外圈的投影面積S與外圈許用應力σ 的乘積、即W = S × σ來決定。
徑向投影面積SR
即圖8中斜線所示部分。可通過公式SR?= 0.85 × H × DB 來進行估算。但是，如果外圈內徑面有油槽，嚴格來說應當把這部分也考慮進去。
軸向投影面積SA
軸向負載由圖9中的斜線部分固定。可通過公式進行估算
圖8 - 徑向載荷受壓面
圖9 - 軸向載荷受壓面
許用應力σ
許用應力σ因材質及熱處理狀態而異。美蓓亞三美集團經過各種試驗后，采用表6、表7中的許用應力。
表6 - 相對于額定靜載荷的外圈的許用應力
| 4130或不銹鋼外圈(30-35HRC) | Al-Bz外圈 | |
|---|---|---|
| 徑向額定靜載荷 | 620N/mm2 {63.3kgf/mm2} | 379N/mm2 {38.7kgf/mm2} |
| 軸向額定靜載荷 | 551N/mm2 {56.2kgf/mm2} | 275N/mm2 {28.1kgf/mm2} |
表7 - 相對于擺動載荷的外圈的許用應力
| 擺動載荷 | |
|---|---|
| Al-Bz外圈 不銹鋼滾珠 | 193N/mm2 {19.7kgf/mm2} |
| 不銹鋼外圈 Be-Cu 滾珠 | 241N/mm2 {24.6kgf/mm2} |
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