滚动轴承的失效形式及 寿命计算-机械设计基础-173323

滚动轴承的失效形式及

寿命计算机械设计基础智造技术教研室主讲老师：屈晓凡01滚动轴承的失效形式02滚动轴承的计算准则目录CONTENTS03滚动轴承的寿命和寿命计算滚动轴承的失效形式01轴承使用过程中会发生部分或者全部功能不能实现，这种现象叫做失效。一、滚动轴承的失效形式疲劳点蚀塑性变形磨损一、滚动轴承的失效形式疲劳点蚀1由滚动轴承的载荷分析可知，滚动轴承工作时，滚动体与内、外圈接触处承受周期性变化的接触应力。经过一定的运转期后，工作表面上就会发生疲劳点蚀，导致轴承旋转精度降低和温升过高，引起振动和噪声，使机器丧失正常的工作能力。疲劳点蚀是滚动轴承最主要的失效形式。一、滚动轴承的失效形式塑性变形2在过大的静载荷或冲击载荷作用下，轴承元件间接触应力超过元件材料的屈服极限，导致元件上接触点处的塑性变形，形成凹坑，使轴承摩擦阻力矩增大、运转精度下降及出现振动和噪声，直至失效。这种失效多发生在转速极低或做往复摆动的轴承中。一、滚动轴承的失效形式磨损3由于密封不良或润滑油不纯净，以及多尘的环境下，轴承中进入了金属屑和磨粒性灰尘，使轴承发生严重的磨粒性磨损，从而导致轴承间隙增大及旋转精度降低而报废。一、滚动轴承的失效形式v除上述失效形式外，轴承还可能发生胶合、元件锈蚀、断裂等失效形式。疲劳点蚀塑性变形磨损滚动轴承的计算准则02二、滚动轴承的计算准则v对一般转速(n＞10r/min)的轴承，主要是疲劳点蚀失效，故应进行疲劳寿命计算。疲劳点蚀针对上述失效形式，目前主要是通过强度计算以保证轴承可靠地工作，其计算准则如下：二、滚动轴承的计算准则针对上述失效形式，目前主要是通过强度计算以保证轴承可靠地工作，其计算准则如下：v对于极慢转速(n≤10r/min)的轴承或做低速摆动的轴承，主要失效形式是表面塑性变形，应进行静强度计算。塑性变形二、滚动轴承的计算准则v对于转速较高的轴承，主要失效形式为由发热引起的磨损、烧伤，故应进行疲劳寿命计算和校验极限转速。磨损针对上述失效形式，目前主要是通过强度计算以保证轴承可靠地工作，其计算准则如下：滚动轴承的寿命和寿命计算03三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的寿命1对单个轴承，其中一个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数或一定转速下的工作小时数，称为轴承的寿命。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的寿命1一批型号相同的轴承，即使是在相同的工作条件下，各个轴承的寿命也是相当离散的，有些相差可达几十倍。大量试验表明绝不能以某一个轴承的寿命代表同型号一批轴承的寿命。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的寿命1一定要与一定的可靠度（或破坏率）相联系，即在讨论轴承寿命时，必须明确它是相对于某一可靠度时的寿命。计算轴承的寿命时三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的基本额定寿命2一组在同一条件下运转的、近于相同的滚动轴承，10％的轴承发生疲劳点蚀破坏，而90％的轴承未发生点蚀破坏前的转数或一定转速下的工作小时数，称为轴承的基本额定寿命，以L10(单位为106r)及L10h(单位为h)表示。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的基本额定寿命2额定寿命与可靠度有关实际上按额定寿命计算和选择出来的轴承在额定寿命期内可能有10％的轴承提前发生疲劳点蚀而90％的轴承在超过额定寿命期后还能继续v甚至相当多的轴承还能工作一个、两个或更多的额定寿命期。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的基本额定寿命2对于一个具体的轴承而言，它能顺利地在额定寿命期内正常工作的概率为90％，而在额定寿命期到达之前即发生点蚀破坏的概率为10％。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的基本额定动载荷3滚动轴承的额定寿命恰好等于106r时所能承受的载荷值称为基本额定动载荷，用C表示。轴承类型描述向心轴承推力轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承v在基本额定动载荷C的作用下，轴承工作寿命为106r的可靠度为90％。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的当量动载荷4基本额定动载荷径向基本额定动载荷轴向基本额定动载荷v当轴承既承受径向载荷又承受轴向载荷时，为能应用额定动载荷值进行轴承的寿命计算，就必须将轴承承受的实际工作载荷转化为一假想载荷即当量动载荷。三、滚动轴承的寿命和寿命计算轴承的当量动载荷4轴承类型描述向心轴承推力轴承v在当量动载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下相同的寿命。三、滚动轴承的寿命和寿命计算滚动轴承的寿命计算5滚动轴承的疲劳点蚀失效属于疲劳强度问题。轴承的额定寿命与轴承所受载荷的大小有关。轴承载荷—寿命曲线三、滚动轴承的寿命和寿命计算滚动轴承的寿命计算5研究表明

轴承的载荷寿命曲线满足关系式：PεL10＝常数。因L10＝1时P＝C，故有PεL10＝Cε×1，由此可得：轴承载荷—寿命曲线式中，ε