滾動(dòng)軸承的失效形式及 壽命計(jì)算-機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-173323

滾動(dòng)軸承的失效形式及

壽命計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)智造技術(shù)教研室主講老師：屈曉凡01滾動(dòng)軸承的失效形式02滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則目錄CONTENTS03滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的失效形式01軸承使用過程中會(huì)發(fā)生部分或者全部功能不能實(shí)現(xiàn)，這種現(xiàn)象叫做失效。一、滾動(dòng)軸承的失效形式疲勞點(diǎn)蝕塑性變形磨損一、滾動(dòng)軸承的失效形式疲勞點(diǎn)蝕1由滾動(dòng)軸承的載荷分析可知，滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈接觸處承受周期性變化的接觸應(yīng)力。經(jīng)過一定的運(yùn)轉(zhuǎn)期后，工作表面上就會(huì)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，導(dǎo)致軸承旋轉(zhuǎn)精度降低和溫升過高，引起振動(dòng)和噪聲，使機(jī)器喪失正常的工作能力。疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承最主要的失效形式。一、滾動(dòng)軸承的失效形式塑性變形2在過大的靜載荷或沖擊載荷作用下，軸承元件間接觸應(yīng)力超過元件材料的屈服極限，導(dǎo)致元件上接觸點(diǎn)處的塑性變形，形成凹坑，使軸承摩擦阻力矩增大、運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降及出現(xiàn)振動(dòng)和噪聲，直至失效。這種失效多發(fā)生在轉(zhuǎn)速極低或做往復(fù)擺動(dòng)的軸承中。一、滾動(dòng)軸承的失效形式磨損3由于密封不良或潤(rùn)滑油不純凈，以及多塵的環(huán)境下，軸承中進(jìn)入了金屬屑和磨粒性灰塵，使軸承發(fā)生嚴(yán)重的磨粒性磨損，從而導(dǎo)致軸承間隙增大及旋轉(zhuǎn)精度降低而報(bào)廢。一、滾動(dòng)軸承的失效形式v除上述失效形式外，軸承還可能發(fā)生膠合、元件銹蝕、斷裂等失效形式。疲勞點(diǎn)蝕塑性變形磨損滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則02二、滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則v對(duì)一般轉(zhuǎn)速(n＞10r/min)的軸承，主要是疲勞點(diǎn)蝕失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。疲勞點(diǎn)蝕針對(duì)上述失效形式，目前主要是通過強(qiáng)度計(jì)算以保證軸承可靠地工作，其計(jì)算準(zhǔn)則如下：二、滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則針對(duì)上述失效形式，目前主要是通過強(qiáng)度計(jì)算以保證軸承可靠地工作，其計(jì)算準(zhǔn)則如下：v對(duì)于極慢轉(zhuǎn)速(n≤10r/min)的軸承或做低速擺動(dòng)的軸承，主要失效形式是表面塑性變形，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。塑性變形二、滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則v對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的軸承，主要失效形式為由發(fā)熱引起的磨損、燒傷，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算和校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。磨損針對(duì)上述失效形式，目前主要是通過強(qiáng)度計(jì)算以保證軸承可靠地工作，其計(jì)算準(zhǔn)則如下：滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算03三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的壽命1對(duì)單個(gè)軸承，其中一個(gè)套圈或滾動(dòng)體的材料出現(xiàn)第一個(gè)疲勞擴(kuò)展跡象之前，一個(gè)套圈相對(duì)于另一個(gè)套圈的轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)，稱為軸承的壽命。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的壽命1一批型號(hào)相同的軸承，即使是在相同的工作條件下，各個(gè)軸承的壽命也是相當(dāng)離散的，有些相差可達(dá)幾十倍。大量試驗(yàn)表明絕不能以某一個(gè)軸承的壽命代表同型號(hào)一批軸承的壽命。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的壽命1一定要與一定的可靠度（或破壞率）相聯(lián)系，即在討論軸承壽命時(shí)，必須明確它是相對(duì)于某一可靠度時(shí)的壽命。計(jì)算軸承的壽命時(shí)三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的基本額定壽命2一組在同一條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的、近于相同的滾動(dòng)軸承，10％的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕破壞，而90％的軸承未發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)，稱為軸承的基本額定壽命，以L10(單位為106r)及L10h(單位為h)表示。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的基本額定壽命2額定壽命與可靠度有關(guān)實(shí)際上按額定壽命計(jì)算和選擇出來的軸承在額定壽命期內(nèi)可能有10％的軸承提前發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕而90％的軸承在超過額定壽命期后還能繼續(xù)v甚至相當(dāng)多的軸承還能工作一個(gè)、兩個(gè)或更多的額定壽命期。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的基本額定壽命2對(duì)于一個(gè)具體的軸承而言，它能順利地在額定壽命期內(nèi)正常工作的概率為90％，而在額定壽命期到達(dá)之前即發(fā)生點(diǎn)蝕破壞的概率為10％。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷3滾動(dòng)軸承的額定壽命恰好等于106r時(shí)所能承受的載荷值稱為基本額定動(dòng)載荷，用C表示。軸承類型描述向心軸承推力軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承v在基本額定動(dòng)載荷C的作用下，軸承工作壽命為106r的可靠度為90％。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷4基本額定動(dòng)載荷徑向基本額定動(dòng)載荷軸向基本額定動(dòng)載荷v當(dāng)軸承既承受徑向載荷又承受軸向載荷時(shí)，為能應(yīng)用額定動(dòng)載荷值進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算，就必須將軸承承受的實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為一假想載荷即當(dāng)量動(dòng)載荷。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷4軸承類型描述向心軸承推力軸承v在當(dāng)量動(dòng)載荷作用下，滾動(dòng)軸承具有與實(shí)際載荷作用下相同的壽命。三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算5滾動(dòng)軸承的疲勞點(diǎn)蝕失效屬于疲勞強(qiáng)度問題。軸承的額定壽命與軸承所受載荷的大小有關(guān)。軸承載荷—壽命曲線三、滾動(dòng)軸承的壽命和壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算5研究表明

軸承的載荷壽命曲線滿足關(guān)系式：PεL10＝常數(shù)。因L10＝1時(shí)P＝C，故有PεL10＝Cε×1，由此可得：軸承載荷—壽命曲線式中，ε