ISOTR 252692026 滚动轴承 理论可靠度的计算标准立项发展报告

滚动轴承理论可靠度的计算标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RollingBearings—CalculationofTheoreticalReliability摘要随着高端装备制造业对轴承产品可靠性要求的不断提升，滚动轴承理论可靠度的科学计算与标准化表述已成为国际轴承行业关注的核心技术议题。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的技术报告《滚动轴承理论可靠度的计算》（ISO/TR25269:2026）展开系统分析，从标准立项背景、技术内容框架、关键计算方法、行业应用价值及国际对标等维度进行深入剖析。报告指出，该技术报告的发布填补了滚动轴承理论可靠度计算方法在国际标准层面的空白，为轴承设计选型、寿命评估和质量管控提供了统一的技术依据。本标准由中国牵头制定，充分体现了中国在轴承可靠性研究领域的国际引领地位和技术话语权。本报告详细介绍了标准的主要技术内容、与现有标准的协调关系、主要起草单位情况及其行业影响，并对标准的后续应用与推广前景进行了展望，旨在为国内轴承制造企业、科研院所及质量检测机构理解和应用该技术报告提供全面参考。关键词：滚动轴承；理论可靠度；可靠度计算；ISO技术报告；寿命评估；标准化Keywords:Rollingbearings;Theoreticalreliability;Reliabilitycalculation;ISOtechnicalreport;Lifeassessment;Standardization1引言1.1研究背景滚动轴承作为装备制造业的基础性关键零部件，广泛应用于航空航天、轨道交通、风力发电、精密机床、新能源汽车等重大技术装备领域，其可靠性水平直接决定主机装备的运行安全与服役寿命。随着"中国制造2025"战略的深入推进以及全球装备制造业向高端化、智能化方向发展，工业界对轴承产品的长寿命、高可靠性提出了更为严苛的要求。可靠度作为衡量轴承在规定条件下、规定时间内完成规定功能的能力的定量指标，是轴承设计选型和应用评估中不可或缺的核心参数。然而，长期以来，国际标准化领域中缺乏专门针对滚动轴承理论可靠度计算的统一技术文件。国际标准化组织ISO/TC4（滚动轴承技术委员会）在轴承额定动载荷与额定寿命标准体系中虽有涉及可靠度修正的内容，但尚未形成独立、系统、可操作的理论可靠度计算方法指南，这在一定程度上制约了可靠度理论在工程实践中的推广应用。1.2标准立项的必要性在轴承寿命理论与应用实践中，可靠度概念的引入经历了从定性描述到定量计算的演进过程。传统的轴承寿命计算以额定寿命L10（可靠度为90%的寿命）为基础，在计算过程中将可靠度因素隐含于寿命修正系数之中，未能在设计阶段直接体现不同可靠度需求下轴承尺寸选择与寿命校核的显式关系。随着应用场景的多元化发展，如风电齿轮箱轴承要求极高可靠度、机器人薄壁轴承要求精度保持性等，对给定可靠度下轴承寿命的准确预估提出了更高要求。在此背景下，制定一项专门阐述滚动轴承理论可靠度计算方法的国际标准文件，对统一计算方法、规范评价依据、促进国际技术交流具有重要意义。ISO/TR25269:2026的发布，正是顺应这一行业需求的产物。1.3标准的性质与定位ISO/TR25269:2026《滚动轴承理论可靠度的计算》是由国际标准化组织（ISO）发布的一份技术报告（TechnicalReport），其标准性质为技术报告类文件。技术报告通常用于发布尚未形成完整国际标准的技术信息，或对已有标准提供补充说明与技术支撑，具有较高的参考价值和技术指导意义。该标准的发布机构为国际标准化组织（ISO），由ISO/TC4（滚动轴承技术委员会）归口管理。值得注意的是，该标准由我国专家牵头制定，标准文本以英语发布，其国际标准分类号（ICS分类）归属于滚动轴承类，发布日期为2026年5月26日。2标准主要内容2.1范围界定ISO/TR25269:2026规定了滚动轴承理论可靠度的计算方法，适用于ISO281中所涵盖的各类滚动轴承，包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、角接触球轴承等主要轴承类型。该技术报告所涉及的理论可靠度计算基于轴承钢材质、常规制造工艺和润滑条件下的理想弹流润滑状态，为轴承设计阶段的理论评估提供了方法学基础。2.2术语和定义标准文件在术语定义部分对以下核心概念进行了明确界定：-可靠度（Reliability）：一组相同轴承在特定条件下、达到规定寿命的概率，以百分数表示；-理论可靠度（Theoreticalreliability）：在理想工况条件下，基于额定动载荷和寿命计算公式推导得出的轴承可靠度理论值；-修正可靠度（Adjustedreliability）：考虑材料、润滑、污染等修正因素后的可靠度数值；-基本额定寿命（Basicratinglife）：与90%可靠度相对应的寿命值，记作L10。2.3理论可靠度计算方法2.3.1基于Weibull分布的可靠度函数本标准的核心技术内容是基于两参数Weibull分布建立轴承寿命-可靠度关系模型。对于滚动轴承而言，其寿命分布通常服从Weibull分布，可靠度函数表达式为：$$R(L)=\exp\left[-\left(\frac{L}{L_{10}}\right)^{e}\right]$$其中，$L$为要求的寿命值（单位：转数或小时），$L_{10}$为基本额定寿命（90%可靠度寿命），$e$为Weibull斜率（形状参数）。对于球轴承，$e$取10/9；对于滚子轴承，$e$取9/8。该公式构成了轴承理论可靠度计算的基础关系式。2.3.2不同可靠度下寿命修正系数在实际工程应用中，设计人员往往需要求解特定可靠度水平下对应的轴承寿命值，或给定目标寿命反算所需的基本额定动载荷。为此，标准给出了不同可靠度水平下的寿命修正系数$a_1$，其计算关系式为：$$L_R=a_1\cdotL_{10}$$其中，$a_1$为可靠度寿命修正系数。标准以表格形式提供了常用可靠度水平（如90%、95%、96%、97%、98%、99%等）对应的$a_1$系数取值，并给出了基于Weibull分布理论的推导公式，使设计人员能够针对不同应用场景灵活选择。2.3.3修正额定寿命计算方法标准进一步阐述了结合ISO281:2007中修正额定寿命计算方法的完整流程。修正额定寿命的计算公式为：$$L_{nm}=a_1\cdota_{ISO}\cdotL_{10}$$其中，$a_{ISO}$为ISO寿命修正系数，综合考虑了污染状况、润滑条件、疲劳载荷极限等因素。这一公式的引入将理论可靠度计算方法与现行有效的ISO281标准体系有机衔接，形成了从基本额定寿命到特定工况下修正寿命的完整计算方法链条。2.4计算示例与应用指南为使标准更具可操作性，ISO/TR25269:2026提供了多个典型计算示例，覆盖以下应用场景：-示例一：某深沟球轴承在给定当量动载荷作用下，计算可靠度为95%时对应的寿命值；-示例二：某圆柱滚子轴承在目标寿命为50,000小时、目标可靠度为99%时，确定所需的基本额定动载荷；-示例三：不同可靠度水平下寿命修正系数$a_1$的插值计算方法。通过上述示例，标准为工程技术人员提供了清晰的计算路径和方法示范，有助于降低理论方法在实际应用中的使用门槛。3与相关标准的关系和技术协调本标准的制定充分考虑了与现有国际标准和各国国家标准体系的协调一致性：-ISO281:2007《滚动轴承额定动载荷和额定寿命》：本标准的基础性标准文件，本标准中的$L_{10}$计算和$a_{ISO}$修正系数的引用均以ISO281为依据。ISO281中虽然已包含了可靠度修正系数$a_1$的规定，但未对理论可靠度的计算推导过程进行系统阐述，ISO/TR25269:2026填补了这一技术空白。-ISO/TS16281:2008《滚动轴承带通用载荷条件下修正参考额定寿命的计算方法》：本标准与ISO/TS16281在修正寿命计算方面形成互补关系，后者侧重于通用载荷条件下的参考寿命计算，而本标准侧重于理论可靠度的基础计算框架。-GB/T6391-2010《滚动轴承额定动载荷和额定寿命》（等同采用ISO281）：作为我国的国家标准，与ISO/TR25269:2026在技术内容上保持一致。该技术报告的发布将有助于我国轴承行业在可靠度计算方法上与国际接轨。4国际标准制定中的中国贡献ISO/TR25269:2026的制定过程充分体现了中国在滚动轴承可靠性研究领域的国际影响力。该技术报告由中国专家担任项目负责人，联合德国、日本、瑞典、美国等主要轴承生产国的专家共同完成。这是我国在滚动轴承国际标准制定领域从"跟随者"向"引领者"转变的重要标志。在标准制定过程中，中国专家团队基于国内长期积累的轴承寿命试验数据和可靠性研究成果，提出了基于Weibull分布的统一计算框架，并推动了该框架被ISO/TC4委员会采纳。这一贡献不仅提高了标准的技术水平，也为中国轴承行业在国际标准化事务中赢得了更多话语权。5主要起草单位介绍5.1洛阳轴承研究所有限公司洛阳轴承研究所有限公司（简称"轴研所"）是我国轴承行业唯一的国家一类综合性研究所，成立于1958年，隶属于中国机械工业集团有限公司。轴研所是ISO/TC4（滚动轴承技术委员会）国内技术对口单位，长期以来代表中国参与滚动轴承领域的国际标准化工作。在可靠性研究领域，轴研所建有行业内领先的轴承寿命试验室和可靠性数据分析平台，拥有数十年积累的轴承寿命试验数据库。其研究团队在轴承寿命理论研究、可靠性评估方法、失效分析等领域取得了一系列重要成果，先后主持或参与制修订国际标准、国家标准和行业标准百余项。轴研所在本标准的立项论证、技术研究和草案编制过程中发挥了核心作用，主导完成了理论可靠度计算框架的构建和关键公式的推导验证。5.2其他参与单位本标准制定过程中还汇聚了国内外多家知名企业和研究机构的力量，国内方面主要涉及人本轴承股份有限公司、瓦房店轴承集团有限责任公司、杭州轴承试验研究中心等优势企业和科研院所。国际方面，来自德国舍弗勒集团、瑞典斯凯孚（SKF）集团、日本精工株式会社（NSK）的专家也积极参与了标准内容的讨论和技术验证工作。6标准应用价值与行业影响6.1工程设计选型优化6.2高端装备可靠性提升对于风力发电、航空航天、轨道交通、医疗器械等高可靠度要求领域，本标准的应用有助于实现轴承与主机寿命的精准匹配。特别是对于风电齿轮箱主轴轴承等更换难度大、失效后果严重的应用场景，采用高可靠度设计已成为行业共识，本标准的计算方法为这一需求提供了标准化工具。6.3国际贸易与技术交流作为ISO正式发布的技术报告，ISO/TR25269:2026为全球轴承行业的可靠度计算提供了统一的技术语言，有助于消除各国在可靠度计算方法上的差异，促进国际贸易和技术交流。对于中国轴承企业而言，本标准的学习和应用有助于提升产品的国际竞争力，推动高端轴承产品的出口。7结论与展望ISO/TR25269:2026《滚动轴承理论可靠度的计算》作为ISO/TC4框架下首份系统阐述滚动轴承理论可靠度计算方法的技术报告，填补了国际标准体系中可靠度专项计算方法的空白。该标准基于Weibull分布理论，建立了从基本额定寿命到任意可靠度水平寿命的计算桥梁，并通过与ISO281标准的有机衔接，形成了完整的轴承寿命计算标准化链条。该标准的发布具有深远的行业意义：在技术层面，为轴承设计人员提供了科学、统一的理论可靠度计算工具；在产业层面，有助于推动我国轴承行业从"规模扩张"向"质量提升"转型；在国际层面，提升了中国在滚动轴承国际标准化领域的影响力，展示了中国在轴承可靠性理论研究方面的技术实力。展望未来，随着轴承应用场景的不断拓展，特别是极端工况条件下轴承可靠性评估需求的增长，ISO/TR25269有望在适当时机升级为国际标准（IS），从技术报告转变为更具约束力的规范性标准文件。同时，建议国内相关标准化技术机构加快推进该技术报告的转化工作，适时制定对应的国家标准或行业标准，为中国轴承行业的技术进步和产业升级提供标准支撑。参考文献[1]ISO/TR25269:2026,Rollingbearings—Calculationoftheoreticalreliability[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2026.[2]ISO281:2007,Rollingbearings—Dynamicloadratingsandratinglife[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2007.[3]ISO/TS16281:2008,Rollingbearings—Methodsforcalculatingthemodifiedreferenceratinglifeforuniversallyloadedbearings[S].Geneva:Internationa