滾動軸承的壽命計算

1、滾動軸承的壽命計算一、基本額定壽命和基本額定動載荷1、基本額定壽命L10軸承壽命：單個滾動軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)稱軸承壽命。由于材料、加工精度、熱處理與裝配質(zhì)量不可能相同,同一批軸承在同樣的工作條件下，各個軸承的壽命有很大的離散性，所以，用數(shù)理統(tǒng)計的辦法來處理?；绢~定壽命L10同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕前所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或一定轉(zhuǎn)速下的工作時數(shù)。（失效概率10%）。2、基本額定動載荷C軸承的基本額定壽命L10=1（106轉(zhuǎn)）時，軸承所能承受的載荷稱基本額定動載荷C。在基本額定動載荷作用下，軸承可以

2、轉(zhuǎn)106轉(zhuǎn)而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效的可靠度為90%。   基本額定動載荷C （1）向心軸承的C是純徑向載荷；（2）推力軸承的C是純軸向載荷；（3）角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的C是指引起套圈間產(chǎn)生相對徑向位移時載荷的徑向分量。二、滾動軸承的當(dāng)量動載荷P定義：將實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為作用效果相當(dāng)并與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的假想載荷，該假想載荷稱為當(dāng)量動載荷P，在當(dāng)量動載荷P作用下的軸承壽命與實(shí)際聯(lián)合載荷作用下的軸承壽命相同。1對只能承受徑向載荷R的軸承（N、滾針軸承） P=Fr2對只能承受軸向載荷A的軸承（推力球（5）和推力滾子（8） P=

3、Fa 3同時受徑向載荷R和軸向載荷A的軸承 P=X Fr +Y FaX徑向載荷系數(shù)，Y軸向載荷系數(shù)，X、Y見下表。徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)表123考慮沖擊、振動等動載荷的影響，使軸承壽命降低，引入載荷系數(shù)fp見下表。載荷系數(shù)fp表124三、滾動軸承的壽命計算公式圖129 載荷與壽命的關(guān)系曲線    載荷與壽命的關(guān)系曲線方程為： =常數(shù)  (12-3) 3  球軸承壽命指數(shù)   10/3滾子軸承 根據(jù)定義：P=

4、C，軸承所能承受的載荷為基本額定功載荷時 ，    （106r）          (12-2)按小時計的軸承壽命：    （h）         （12-3）考慮當(dāng)工作t>120時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額定動載荷C有所下降，引入溫度系數(shù)ft下表對C修正表 125   

5、   （106r）(12-4)    （h）(12-5) 當(dāng)P、n已知，預(yù)期壽命為Lh ，則要求選取的軸承的額定動載荷C為    N 選軸承型號和尺寸！   （12-6）不同的機(jī)械上要求的軸承壽命推薦使用期見下表 。表 126四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷Fa的計算。該類軸承受Fr產(chǎn)生派生軸向力S（如下表），要成對使用，對稱安裝表 1271）派生軸向力大小方向：a) 正裝（面對面），支點(diǎn)跨距小，適合于傳動零件位于兩支承之間；b

6、) 反裝（背靠背），實(shí)際跨距變大，適合于傳動零件處于外伸端 圖12-10 角接觸球軸承軸向載荷的分析2）實(shí)際軸向載荷A的確定a）當(dāng) 時 ，                                    

7、                            軸有向右移動的趨勢，使軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”，壓緊的軸承2外圈通過滾動體將對內(nèi)圈和軸產(chǎn)生一個阻止其左移的平衡力S2 ，使軸承2的實(shí)際軸向載荷為軸承1上的軸向力，由力的平衡條件 本身的派生軸向力b）當(dāng) 時，如圖7所示軸有左移

8、的趨勢，軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，“1”上產(chǎn)生一個平衡力S1 ，使圖12-11 內(nèi)部軸向力計算軸承1實(shí)際所受的軸向力為軸承2實(shí)際所受的軸向力，由力的平衡條件 本身派生軸向力最終： 使軸上的軸向載荷處于平衡，而非結(jié)論：實(shí)際軸向力Fa的計算方法 分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承?！皦壕o”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和?！胺潘伞倍溯S承的軸向力等于本身的派生軸向力或Fa=max（本身派生軸向力，除派生軸向力外軸上其他軸向載荷代數(shù)和（方向與自身派生軸向力相反為+）五、不穩(wěn)定載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承壽命計算載

9、荷P和轉(zhuǎn)速n變化時，按疲勞損傷累積假設(shè)求出平均當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm和平均當(dāng)量動載荷Pm求軸承壽命，沒軸承的當(dāng)量動載荷為：P1、P2、P3、Pk；轉(zhuǎn)速為：n1、n2、n3、nk；所占時間百分比：a1、a2、a3、ak則滾動軸承的平均當(dāng)量轉(zhuǎn)速     （127）平均當(dāng)量動載荷P   （128）將式（129）、（1210）代入軸承壽命計算公式（129得     （1210）六、不同可靠度時滾動軸承的壽命Ln前面公式中計算得到的軸承壽命的可靠度為90%，而各種機(jī)械中所要求軸承的壽命

10、的可靠度不一樣，為計算不同可靠時軸承的壽命，引入壽命修正系數(shù)a1，則     （1211）L10為軸承的基本額定壽命，其可靠度為90%Ln可靠度為1-n時軸承的額定壽命（h）a1可靠度不為90%時，額定壽命修正系數(shù)，其值見表下表表 127將（1211）代入式（1211）得    （h）   (1212)給定可靠度和該可靠度下m軸承壽命Ln(h)時，選擇軸承時所需的軸承基本額定動載荷C的計算式為：           （1213） 七、滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速n過高產(chǎn)生高溫潤滑劑性能（粘度）使油膜破壞滾動體回火磨損或膠合失效 適用于0級公差，潤滑冷卻正常，軸承載荷P0.1C，向心軸承只受徑向載荷，推力軸承只受軸向載荷的軸承。當(dāng)P>0.1C，軸承受聯(lián)合載荷時，潤滑情況變壞，應(yīng)對極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，這