轴承寿命的计算

轴承寿命的计算 １、基本额定动负荷 　　基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力（即负荷能力），是指大小和方向一定的纯径向负荷（对于向心轴承）或中心轴向负荷（对于推力轴承），在内圈旋转外圈固定（或内圈固定外圈旋转）的条件下，该负荷下的基本额定寿命可达100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷，用Cr与Ca表示，其数值录入轴承尺寸表。 ２、基本额定寿命 　　式１表示轴承的基本额定动负荷，当量动负荷及基本额定寿命之间的关系。 　　轴承以固定的转速时，用时间表示寿命更为方便，如式２所示。 　　另外，对于铁路车辆或汽车等用行车距离(km)表示寿命较多，如式３所示。 　　　　　　　 　　因此，作为轴承的使用条件，设当量动负荷为P，转速为n，则满足寿命所需要的轴承基本额定动负荷c可由式４计算。从轴承表选出满足c值的轴承，即可确定轴承的尺寸。机械要求的轴承必需寿命请参考表４。 　　　　　　　　 ３、根据温度进行的基本额定动负荷的修正与轴承的尺寸稳定处理 　　轴承在高温下使用时，组织会发生变化、硬度降低，基本额定动负荷将比常温下使用时减小。材料组织一旦发生变化，即使温度恢复到常温也不会复原。 　　因此，在高温下使用时，必须将轴承尺寸表的基本额定动负荷乘以表１的温度系数进行修正。 表１温度系数 轴承工作温度°C 125 125 175 200 250 温度系数(fT) 1 1 0.95 0.90 0.75 　　轴承长时间在120摄氏度以上的工作温度下使用时，由于经一般热处理的轴承尺寸变化大，必须进行尺寸稳定处理。 　　尺寸稳定处理与使用温度范围如表２所示。但经尺寸稳定处理的轴承硬度降低，有时基本额定动负荷会减小。 表２　尺寸稳定处理 尺寸稳定处理代号 使用温度范围 S0 S1 S2 超过100摄氏度到150摄氏度 超过150摄氏度到200摄氏度 超过200摄氏度到250摄氏度 ４、修正额定寿命 　　式１表示的是可靠性90%的基本额定寿命（L10)，根据用途的不同，有时也需要可靠性高于90%的高可靠性寿命。 　　此外，采用特殊材料有时可以使轴承寿命延长，甚至润滑等使用条件的不同也会影响轴承寿命。考虑了以上因素对基本额定寿命进行修正后的寿命称做修正额定寿命，可由式８计算： 　 　　 　　　　　　 *********************************** 　　　　　　　　　Lna=a1a2z3L10..........式8 　　　　　　 *********************************** 这里， 　　　　　　　 　　　a1:可靠性系数......参照(1)项 　　　a2:可靠性系数......参照(2)项 　　　a3:可靠性系数......参照(3)项 　［备注］按照可靠性高于90%的Lna选择轴承尺寸时，应特别注意轴与外壳的强度。 （１）可靠性系数a1 　　计算可靠性不低于90%（即失效率不大于10%)的修正额定寿命时，按表３选择系数a1 表３可靠性系数a1 可靠性，％ Lna a1 90 95 96 97 98 99 L10a L5a L4a L3a L2a L1a 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21 （２）材料系数a２ 　　根据轴承材料（钢种、质量）、制造工艺和设计的不同与寿命有关的轴承特性有可能发生变化，这时用系数a２修正。 　　采用高质量的真空脱气轴承钢或钢中夹杂物特别少时，a２>1。对于常规轴承材料，a２=1。 （３）使用条件系数a３ 　　轴承在直接影响寿命的条件下（尤其是润滑条件）下使用时，用系数a３进行修正。 　　润滑条件正常时，可取a3=1,润滑条件特别良好时，可取a３>1。但在以下条件下，取a３<1。 　　a、运转时润滑剂运动粘度降低时 　　　　球轴承－小于13平方毫米/s{13cSt} 　　　　滚子轴承－小于20平方毫米/s{20cSt} 　　b、转速特别低时 　　　　滚动体节圆直径与转速的乘积小于10000 　　c、润滑剂中混入杂质时 　　d、内圈与外圈的相对倾斜大时 　［注］轴承在高温下使用硬度降低时，必须对基本额定动负荷进行修正（参照表１） ５、机械所必需的轴承寿命 　　选择轴承应合理地提出寿命要求，寿命要求过高，则轴承尺寸过大，机械笨重，不经济。寿命要求过低，则在使用中需要常更换，一般可根据机械的大修期确定轴承的使用寿命。各种机械所必需的轴承使用寿命推荐值见表４。 表４轴承必需寿命（参考） 使用条件 使用机械 必需寿命（时间）(h) 短时间或间断运转 家用电器、电动工具、农业机械、卷扬机 4000-8000 不常使用，但要求可靠运转 家电空调器马达、建筑机械、皮带机、电梯 8000-12000 不连续但长时间运转 每天８小时以上经常运转或连续长时间运转 ２４小时连续无故障运转 轧钢机辊颈、小型电动机、起重机 8000-12000 工厂通用电动机、一般齿轮装置 12000-20000 机床、振动筛、破碎机 20000-30000 压缩机、泵、重要齿轮装置 40000-60000 自动扶梯 12000-20000 离心电动机、空调设备、鼓风机、木工机械、铁路车辆车轴 20000-30000 大型电动机、矿山提升机、铁路车辆主电机、机车车辆 40000-60000 造纸机械 100000-200000 自来水设备、发电站设备、矿山排水设备 100000-200000