一、 軸承壽命的基本概念

　　根據(jù)最新的滾動軸承疲勞壽命理論钙阐，一只設(shè)計優(yōu)秀厦鸠、材質(zhì)卓越、制造精良而且安裝正確的軸承，只要其承受的負荷足夠輕松（不大于該軸承相應(yīng)的某個持久性極限負荷值）塘坛，則這個軸承的材料將永遠不會產(chǎn)生疲勞損壞苗膝。因此，只要軸承的工作環(huán)境溫度適宜而且變化幅度不大植旧，絕對無固體塵埃辱揭、有害氣體和水分侵入軸承，軸承的潤滑充分而又恰到好處病附，潤滑劑絕對純正而無雜質(zhì)问窃，并且不會老化變質(zhì)……，則這個軸承將會無限期地運轉(zhuǎn)下去完沪。

　　這個理論的重大意義不僅在于它提供了一個比ISO壽命方程更為可靠的預(yù)測現(xiàn)代軸承壽命的工具域庇，而且在于它展示了所有滾動軸承的疲勞壽命都有著可觀的開發(fā)潛力，并展示了開發(fā)這種潛力的途徑覆积，因而對軸承產(chǎn)品的開發(fā)听皿、質(zhì)量管理和應(yīng)用技術(shù)有著深遠的影響。

　　但是宽档，軸承的無限只有在實驗室的條件下才有可能“實現(xiàn)”尉姨，而這樣的條件對于在一定工況下現(xiàn)場使用的軸承來說，既難辦到也太昂貴吗冤。

　　現(xiàn)場使用軸承卓召，其工作負荷往往大于其相應(yīng)的疲勞持久性極限負荷，在工作到一定的期限后沐虐，或晚或早總會由于本身材料達致電疲勞極限伶摄，產(chǎn)生疲勞剝落而無法繼續(xù)使用。即使某些軸承的工作負荷低于其相應(yīng)的持久性極限負荷评梁，也會由于難以根絕的軸承污染問題而發(fā)生磨損失效粉怯。總之责肯，現(xiàn)場使用中的軸承或多或少總不能充分具備上述實驗室所具備的那些條件险朴，而其中任一條件稍有不足，都會縮短軸承的可用期限诬翩，這就產(chǎn)生了軸承的壽命問題使宽。

　　一般地說，滾動軸承的壽命是指滾動軸承在實際的服務(wù)條件下（包括工作條件贫巴、環(huán)境條件和維護和保養(yǎng)條件等）厦嘹，能持續(xù)保持滿足主動要求的工作性能和工作精度的特長服務(wù)期限。

　　二炕婶、 可計算的軸承壽命類別

　　滾動軸承的失效形式多種多樣姐赡，但其中多數(shù)失效形式迄今尚無可用的壽命計算方法莱预，只有疲勞壽命、磨損壽命项滑、潤滑壽命和微動壽命可以通過計算的方法定量地加以評估依沮。

　　1、疲勞壽命 在潤滑充分而其他使用條件正常的情況下枪狂，滾動軸承常因疲勞剝落而失效危喉，其期限疲勞壽命可以樣本查得有關(guān)數(shù)據(jù)，按規(guī)定的公式和計算程序以一定的可靠性計算出來州疾。

　　2辜限、磨損壽命 機床主軸承取大直徑以保證其高剛度，所配軸承的尺寸相應(yīng)也大严蓖，在其遠末達到疲勞極限之前薄嫡，常因磨損而喪失要精度以致無法繼續(xù)使用，對這類軸承必須用磨損壽命來徇其可能性的服務(wù)期限谈飒。實際上岂座，現(xiàn)場使用的軸承大多因過度磨損而失效态蒂，所以也必須考慮磨損壽命問題隅昌。

　　3、潤滑壽命 主要對于雙面帶密封的脂潤滑軸承赤蚜，一次填脂以后不再補充加脂琼护，此時軸承有壽命便取決于滾脂的使用壽命。

　　4屁爵、微動磨蝕壽命 絞車菌熬、懸臂式起微型重機和齒輪變速箱以及汽車離合器等機構(gòu)中的軸承，在其非運轉(zhuǎn)狀態(tài)下受到振動負荷所產(chǎn)生的微動磨蝕損傷晚神。往往會發(fā)展成軸承失效的主導(dǎo)原因炊撕，對這類機構(gòu)中的軸承，有時需要計算其微動磨蝕壽命饮协。

　　現(xiàn)將此四種壽命類別及其計算方法分別加以介紹秦物，滾動軸承的疲勞壽命。

　　1啰价、 軸承疲勞壽命的基本概念

　　一般意義的軸承疲勞壽命是指一定技術(shù)狀態(tài)下（結(jié)構(gòu)猿文、工藝狀態(tài)、配合起便、安裝棚贾、游隙和潤滑狀態(tài)等）的滾動軸承，在主機的實際使用狀態(tài)下運轉(zhuǎn)榆综，直至滾動表面發(fā)生疲勞而不能滿足主機要求時的軸承內(nèi)妙痹、外圈（軸、座圈）相對旋轉(zhuǎn)次數(shù)的總值——總轉(zhuǎn)數(shù)。當軸承轉(zhuǎn)更大致恒定或為已知怯伊，疲勞壽命可用與總轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的運轉(zhuǎn)總小時數(shù)來表示沛贪，此外，還應(yīng)注意：

　　1震贵、 影響軸承疲勞壽命的因素非常多利赋，無法全部加以估計或通過標準試驗條件而加以消除，這造成軸承實際疲勞壽命有很大的離散性猩系，因此軸承疲勞壽命的表達參數(shù)為額定壽命L10,在ISO推薦標準R281中對L10的涵義明確規(guī)定如下：

　　“數(shù)量上足夠多的相同的一批軸承媚送，其額定壽命L10用轉(zhuǎn)數(shù)（或在轉(zhuǎn)速不變時用小時數(shù)來表示，該批軸承中有90%在疲勞剝落發(fā)生前能達到或超過此轉(zhuǎn)數(shù)（或小時數(shù)）”寇甸。迄今為止塘偎，世界各國都遵從上述規(guī)定。

　　在美國等一些國家中稀渊，還用用中值壽命的概念战凿。中值壽命LM是指一批相同軸承的中值壽命，即指其中50%的軸承在疲勞剝落前能夠達到或超過總轉(zhuǎn)數(shù)铐跷，或在一定轉(zhuǎn)速下的工作不時數(shù)媒龟，中值壽命LM不是一批軸承壽命的算術(shù)平均值。一般中值壽命LM是額定壽命的5倍左右涧兜。

　　2病囱、 額定壽命的概念只適用于數(shù)量足夠的一批軸承，而不適用于個別軸承筹飒。

　　例如有40套6204軸承按其使用條算得其額定壽命為1000h而不致發(fā)生疲勞破壞继蚪，其余的4套則可能不到1000h即出現(xiàn)疲勞失效的軸承，額定疲勞壽命的意義就代表這批軸承在正常發(fā)揮其材料潛力時可期望的壽命葡债。因此在大多數(shù)情況下杨朴，用戶在選擇軸承時仍先作疲勞壽命計算，再根據(jù)實際失效類別進行校核蓝垢，例如磨損壽命校核挑乓，取計算結(jié)果中的較小值為軸承計算壽命。

　　三卵渴、軸承疲勞壽命的估計方法

　　軸承疲勞壽命的估計方法有計算方法和試驗湛支兩種慧域。

　　按規(guī)定公式和計算規(guī)則計算出來的軸承疲勞壽命作為計算疲勞壽命，所算出總轉(zhuǎn)數(shù)值規(guī)定為內(nèi)圈或軸圈轉(zhuǎn)動（此時外圈或座圈為固定）時的總轉(zhuǎn)數(shù)值浪读。

　　按照我國規(guī)定的標準試驗方法（ZQ 12-94）滾動軸承疲勞壽命試驗規(guī)程）昔榴，在使用性能上能滿足為一方法所規(guī)定各項要求的試驗機，對一批軸承進行抽樣疲勞壽命試驗碘橘，從試驗數(shù)據(jù)處理中得到的實際試驗壽命互订，即為被試軸承所代表的該批軸承的疲勞試驗壽命吱肌。

　　滾動軸承疲勞壽命試驗裨上是充分的潤滑最大限度地抑制滾動軸承的磨損因素，采用強化的負荷與轉(zhuǎn)速以突出軸承疲勞因素的一種強化的疲勞壽命試驗方法仰禽。

　　軸承疲勞壽命的計算法和疲勞壽命試驗是相輔相成的氮墨，二者所得的結(jié)果有足夠的對應(yīng)性。

　　事實上吐葵，如對每一個特定的使用場合规揪，都抽取足夠數(shù)量的軸承進行壽命試驗，以驗證所選軸承是否合適温峭，這在經(jīng)濟上妥抬、時間上和勞動量上都是十分浩大的，所以軸承壽命的試驗方法只是在十分必要或重要的情況下才使用芍惦，在絕大多數(shù)情況下蔓摇，采用標準的壽命計算方法來估計軸承的使用壽命，有著足夠程度的可依賴性固鹏。

　　四崩绑、疲勞壽命的計算

　　下述軸承疲勞壽命的計算方法是以國家標準GB6391-96《滾動軸承——-額定動負荷和額定壽命的計算方法》和國家標準ISO281/I-1997《滾動軸承——額定動負荷和額定壽命——第一部分:計算方法》為依據(jù)，此外鹰个，還介紹了瑞典SKF軸承公司新的軸承公司新的軸承疲勞壽命理論和疲勞壽命計算方法寂疏。

　　1、 疲勞壽命的基本計算公式

　　滾動軸承疲勞壽命的基本計算公式有多種形式惜选，以適應(yīng)不同用途的需要夫泛，以下分別加以介紹。

　∏易小（1） 基本額定壽命方程（用總轉(zhuǎn)數(shù)表示）

　　1、 幾個有關(guān)的基本概念隔屠，在介紹基本額定壽命方程之前凹蜂，先介紹幾個相關(guān)的基本概念即：

　　單個軸承的疲勞壽命——單個軸承在其任一套圈（或墊圈）或滾動體的材料首次出現(xiàn)疲勞擴展之前，其中一個套圈（或墊圈）相對于另一套圈（或墊圈）轉(zhuǎn)動的總轉(zhuǎn)數(shù)阁危。

　　軸承壽命的可靠性——在同一條件下運轉(zhuǎn)的一組在相同條件下運轉(zhuǎn)的一組條件相同的軸承玛痊，可期望達到或超過某一規(guī)定壽命的百分率，對于單個軸承狂打，其可靠性為該軸承能達到或超過某一規(guī)定壽命的概念擂煞。

　　軸承的基本額定壽命——單個軸承或一組在相同條件下運轉(zhuǎn)的技術(shù)條件相同的軸承，其可靠性達到90%時的壽命趴乡。

　　3对省、 基本額定壽命方程的計算式用總轉(zhuǎn)數(shù)表示的軸承基本額定壽命方程的計算式為： L10=C/P 式中 L10——軸承的基本額定疲勞壽命（106r）; C——對向心類軸承為徑向當量動負荷（N），對推力類軸承為軸向當量動負荷（N）晾捏； P——對向心類軸承為徑向當量動負荷（N）蒿涎，對推力類軸承為軸向當量動負荷（N）哀托； ε——壽命指數(shù)，對球軸承ε=3劳秋，對滾動軸承ε=10/3仓手。 式5-1為我國國家標準和國際標準規(guī)定的滾動軸承基本額定壽命的標準計算式。 軸承疲勞軸承壽命試驗機的轉(zhuǎn)數(shù)記錄儀玻淑，可以準確地記錄下軸承疲勞試驗的總轉(zhuǎn)數(shù)董纺，得以方便與計算結(jié)果相對照。

　　4宫氛、 基本額定壽命方程的適用范圍基本額定壽命方程5-1適用于具備以下技術(shù)條件的滾動軸承在額定疲勞壽命計算枷此；軸承的外形尺寸選自由國家相應(yīng)標準規(guī)定的軸承尺寸范圍；軸承用優(yōu)質(zhì)淬硬鋼材制造并且加工質(zhì)量良好纸藕；軸承滾動接觸表面的表面質(zhì)量（包括幾何形狀精度和材質(zhì)等）合乎常規(guī)標準臣锣。這些軸承必須安裝正確，潤滑充分冗炊，無外界雜質(zhì)侵入而且不是在極端條件下運轉(zhuǎn)蔬设。

　　當不符合這些條件時，使用式5-1的計算結(jié)果便會發(fā)生偏差知援。為了抵消這樣的偏差次瓣，就必須將按式5-1計算所得的結(jié)果乘上相應(yīng)的修正系數(shù)。

　　5星自、 基本額定壽命方程的應(yīng)用限制基本額定壽命方程5-1不適用例如有裝填滿的深溝球軸承憾擒，或在滾動體與套圈滾道之間的接觸面積上有相當大缺口的其他種類軸承，因為這種缺口影響到接觸區(qū)的承載能力塑崖。

　　式5-1還不適用滾動體直接在軸或座孔表面上運轉(zhuǎn)的場合七冲，除非相應(yīng)的軸或座孔完全按照滾動軸承承載元件的技術(shù)條件制造。

　　當軸承在實際使用時其所承受的負荷為非正常分布（例如由于軸線不對中规婆，外殼或軸有較大變形澜躺，滾動體的離心力作用或其他高速效應(yīng)，以及向心軸承采用特別大的游隙或施加預(yù)負荷等情況造成）抒蚜，按式5-1計算其基本額定壽命時掘鄙，就不能取得滿意的結(jié)果。

　　按照我國規(guī)定的標準試驗方法（ZQ 12-94）滾動軸承疲勞壽命試驗規(guī)程）嗡髓，在使用性能上能滿足為一方法所規(guī)定各項要求的試驗機操漠，對一批軸承進行抽樣疲勞壽命試驗，從試驗數(shù)據(jù)處理中得到的實際試驗壽命饿这，即為被試軸承所代表的該批軸承的疲勞試驗壽命浊伙。

　　滾動軸承疲勞壽命試驗裨上是充分的潤滑最大限度地抑制滾動軸承的磨損因素，采用強化的負荷與轉(zhuǎn)速以突出軸承疲勞因素的一種強化的疲勞壽命試驗方法蛹稍。

　　軸承疲勞壽命的計算法和疲勞壽命試驗是相輔相成的吧黄，二者所得的結(jié)果有足夠的對應(yīng)性部服。

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