轴承的寿命.doc

江苏德纳精工轴承有限公司技术文件1010、轴承的寿命滚动轴承的性能，因用途而异须在所规定的期间内保持其性能。即使正确地将轴承用于某种场合，经过一定时间后，噪声、振动增加，因磨损造成精度下降、润滑脂老化、滚动面疲劳剥离，不能再使用。这种轴承截止到不能使用的期间是广义的轴承寿命。各自被称为：噪声寿命、磨损寿命、润滑脂寿命、滚动疲劳寿命等。除上述寿命之外，使轴承不能再使用的现象有：烧结、断裂、裂纹、套圈的卡伤、密封损伤等，这些应作为轴承故障与轴承寿命相区别。这些故障的起因多来自错误地选择了轴承，轴、轴承箱与周围的设计不良，安装不良，使用方法或维修保养的错误。10.1滚动疲劳寿命、额定疲劳寿命轴承承受负荷运转，内圈、外圈的滚道面及滚动体的转动面，由于不断反复承载，材料疲劳，在滚动面或转动面出现叫做Flaking的鱼鳞状损伤。把截止到最早出现Flaking的总旋转次数叫做滚动疲劳寿命，多叫做狭义的寿命。轴承的疲劳寿命，即使同样尺寸、结构、材料、热处理、加工方法的轴承，即使在同一条件下运转，也是参差不齐。因此，将这种参差不齐的寿命，作为统计现象处理。使用如下所定义的额定疲劳寿命。所谓额定疲劳寿命，是指将一组同一型号的轴承，逐个地在同一运转条件下运转，其中90%的轴承能够不出现因滚动疲劳而引起的Flaking的运转总次数。在旋转速度一定的情况下，多用总运转时间来表示额定疲劳寿命。在研究轴承寿命时，往往只考虑疲劳寿命，应该根据轴承所要求的性能，综合几个使用限度来考虑。10.2基本额定动负荷及疲劳寿命10.2.1基本额定动负荷 所谓表示滚动轴承负荷能力的基本额定动负荷，是在内圈旋转，外圈静止的条件下，额定疲劳寿命为100万转，方向及大小不变动的负荷。径向轴承，采用方向大小一定的中心径向负荷。推力轴承采用方向与中心一致，大小一定的轴向负荷。基本额定负荷C，就不同结构的轴承，径向轴承为Cr、推力轴承为Ca记载于轴承尺寸表中。10.2.2使用机械与设计寿命 在选择轴承时，有意加大疲劳寿命系数，这不仅要选择大的轴承，不经济，并且，轴的强度、刚性、安装尺寸等，往往并不一定只以疲劳寿命为基础。各种机械所使用的轴承，根据使用条件，有基准的设计寿命，以经验疲劳寿命系数（参照表1）表示。表1 疲劳寿命系数f h与使用机械举例条件f h值与使用机械32435476经常或短时间使用家庭用吸尘器、洗衣机等小型电器、电工用具农用机械不经常使用，但要求确保运转家用空调电动机、建设机械传送带电梯不连续，但运转时间则较长压延机辊颈小型电动机 甲板起重机 一般货物起重机齿轮机座 汽车工厂电机 车床一般齿轮装置振动筛 碎矿机砂轮起重机压缩机重要的齿轮装置一日八小时运转，或连续长时间运转自动扶梯离心分离机空调设备 风机木工机械 大型电机 客车车辆矿山起重机冲床惯性抡（飞轮）车辆用主电机机车车辆造纸机24小时连续运转，不允许因事故而停止运转自来水设备发电厂设备矿山排水设备 10.2.3根据基本额定动负荷选择轴承 滚动轴承的基本额定动负荷，其轴承负荷与额定疲劳寿命之间的关系，如下所示。 C 3球轴承 L= P (1.1) C 10滚子轴承 L= P 3 (1.2)在此:L：额定疲劳寿命(106旋转单位)P：轴承负荷（当量动负荷）（N），kgfC：基本额定动负荷（N），kgf 向心轴承用Cr表示 推力轴承用Ca表示。轴承以一定的旋转速度使用时，轴承的疲劳寿命，用时间来表示比较方便。汽车、车辆等一般以走行公里数来表示。（总旋转数）如将轴承的额定疲劳寿命作为Lh (h)、旋转速度为n(rpm)、疲劳寿命系数f h，速度系数为fn、则可以得出表2的关系。区分球轴承滚子轴承 额定疲劳寿命106 C 3 Lh = 60n P =500 fh 3 106 C 10 10Lh = 60n P 3 =500 fh 3 疲劳寿命系数 C f h= f n P C fh = f n P速度系数 106 1 - 1fn = 500x60n 3 =(0.03n) 3 106 0.3 -1fn = 500x60n =(0.03n) 3作为轴承的使用条件,给予了轴承负荷P及旋转速度n,作为机械所使用轴承的设计寿命,决定了疲劳系数f h的场合下,可用下列公式求出. f h . pC = (1.3) f n 速度系数和疲劳寿命系数可以查出，计算后可从轴承尺寸表中,选择可符合C的轴承.10.2.4根据温度修正基本额定动负荷 在高温下使用滚动轴承时,轴承硬度下降,比在常温下使用疲劳寿命降低。所以，基本额定动负荷要相应地估计小一些。 Ct = f t . C (1.4) Ct:根据使用温度修正了的基本额定动负荷(N), kgff t :温度系数 ,见表3C:基本额定动负荷(N) kgf 在120以上使用轴承时,大型轴承尺寸变化大，所以,要进行尺寸稳定化处理. 表3 温度系数f t的值轴承温度125150175200250温度系数f t1.001.000.950.900.7510.2.5修正额定疲劳寿命 额定疲劳寿命的基本公式,如前所述可表示为. C 3 L10= （1. 5） P C 10 L10= 3 （1. 6） P L10 =是可靠性为90%的额定寿命。但是，根据使用机械不同，有时需要以90%以上的高可靠性计算额定疲劳寿命。随着轴承用钢材的改进，疲劳寿命也在延长。而且依据弹性流润滑理论的研究，得知滚动与流动接触部分油膜的厚度影响疲劳寿命。 Lna = 1.2 .3 . L10 (1.7)在此 Lna 考虑了可靠性、材料改良、润滑条件后的疲劳寿命。 L10 ：可靠性90%的额定疲劳寿命。1：可靠系数 2：轴承特性系数 3：使用条件系数可靠性为90%以上时的1值见表4。表4 可靠系数1的值可靠性（%）90959697989911.000.620.530.440.330.21 轴承特性系数2是补偿由材料改良而带来的疲劳寿命延长的系数，为大于1的数值。 C&U全部采用了经过严格选择的真空脱气轴承钢材。使用此种材料制造的标准轴承，经研究，寿命明显提高。 使用条件系数3，是补偿轴承使用条件，特别是润滑条件影响疲劳寿命的系数。 如果内圈和外圈之间没有倾斜，轴承运转中有足够的油膜厚度时可以设 31。但下述场合31。u 套圈与滚动体之间的接触部分润滑油粘度低。u 滚动体的圆周速度低。u 轴承温度高u 润滑剂中混入异物、水分等。u 内圈与外圈之间倾斜大。 对于使用条件系数3，目前，未知因素很多，由于使用环境的多样，很难定量表示。并且，轴承特性系数也受到使用条件影响。所以也可以不把特性系数和使用条件系数作为独立系数而以（2x3）可以采用1，但在润滑油粘度过低时，可设定0.2左右的小数值。 如果轴承没有倾斜，并使用粘度高的润滑油，运转温度有足够的流体油膜而得到保障时，（2 x3）的值可设为2。 根据基本额定动负荷选择轴承时，需视其用途选择合适的可靠系数，用以往同种机械