轴承的使用寿命

轴承的寿命

●轴承加上负载使其回转时，内外轮的沟道及沟道面受不断重复的负荷、材料疲劳，导致发生表面脱落。我们把到此为至的总回转数称回转疲劳寿命。

●轴承的寿命：材料、尺寸、热处理加工方法相同并在同一条件下使其运转，其寿命也有较大的波动，因此总体来说，90％的轴承不发生表面脱落、可旋转的回转数称为额定疲劳寿命。

基本额定动负荷

在内轮回转、外轮静止时，额定疲劳寿命为100万转的方向和大小，把一定的负荷称为基本额定动负荷。径向轴承是中心径向负荷，尺寸表的Cr是高碳素铬轴承钢的值。且不锈钢是轴承钢的85％。另外2个不同宽度的组合轴承用单体轴承时，按约1.62倍进行计算。

寿命计算公式

滚动轴承的基本额定动负荷、当量动负荷、额定疲劳寿命间的关系。

总回转数L10=(Cr/P)3*106（回转）

时间L10h=(Cr/P)3*16667/n（时间）

距离L10d=*D*L10*10-6 (km)

对于使用条件的

最低基本额定负荷

Cmin=P*(L10h*n/16667)(1/3) (N)

L10=基本额定寿命（rev）L10h=基本额定寿命（h）L10d=基本额定寿命（km）P=当量动负荷（N）Cr=基本额定动负荷（N）

Cmin=最低基本额定动负荷（N）n=回转数（1/min）

D=回转体外径尺寸（mm）

●额定寿命L10h的选择方法

机械的运转状况额定寿命时间L10h 使用频率少时500

短时间或间断使用的机械，即使故障也没大的影

响时

4,000～8,000间断使用，有故障有大的影响时8,000～12,000 1天8小时使用，不常时间满运转时12,000～20,000 1天8小时满运转时20,000～30,000 1天24小时连续运转时40,000～60,000

1天24小时连续运转，绝对不允许因故障停止时100,000～200,000

寿命计算公式的修整

一般用前面的公式可计算出使用寿命，但根据用途在要求90％以上的高可靠性时是不够的。最近对轴承钢进行了改良，疲劳寿命变长，也明确了润滑剂和轴承寿命的关系，因此根据ISO281：1990使用下面的修整寿命计算公式。

Lna=a1*a2*a3*L10Lna：修整额定寿命（可靠性等级为（100-n）％时

的寿命）

L10：基本额定三姐妹（rev）

a1：可靠性系数

a2：轴承特性系数

a3：使用条件系数

(1) 可靠性系数··· a1

要求可靠性90％以上的寿命时，可高峻下面的关系a1修正。

●可靠性系数a1的值

可靠性（％）寿命 Lna可靠性系数 a1 90L10a 1.00

91L9a0.92

92L8a0.84

93L7a0.77

94L6a0.64

95L5a0.62

96L4a0.53

97L3a0.44

98L2a0.33

99L1a0.21

(99.6)(L0.4a)(0.10)

(99.9)(L0.1a)(0.037)

(2) 轴承特性系数··· a2

经过轴承材料的制造方法和热处理条件等的改良，疲劳寿命延长时，轴承特性系数a2修整。标准轴承材料使用着经严格挑选了的高品质真空脱气轴承钢，与以往的轴承钢相比，通过各种实验及实绩，明确知道其寿命长。样本的基本额定动负荷是考虑了这寿命延长效果的值。与以往相比，在时间上约增加2.2倍，负荷约增加1.3倍。当然这时的轴承特性系数a3＝1就可以了。

(3) 使用条件系数··· a3

在轴承的使用条件下，把因润滑、温度、负荷等的条件作修正的系数称使用条件系数a3。良好的润滑条件下，沟道面和钢球间有油膜，金属间不接触，

并且润滑剂的动粘度＞13mm2/s(13cst)时采用a3＝1。另外，润滑条件不良时（dmn＝10000、润滑剂劣化、内外轮倾斜大），a3＜1。如果使用温度超过120℃时，尺寸变化变大，而且硬度变低，由此寿命也变短，此时使用温度和寿命修正系数如下表。

●温度系数ft的值

轴承温度（℃）125150175200225250275300

温度系数

(ft)轴承钢 1.000.900.850.750.650.600.520.45不锈钢 1.000.950.900.860.820.780.740.70

※另外，温度在120℃以上，普通热处理后的轴承尺寸变化变大，硬度低下，不可避免降低基本额定动负荷，但由于进行了尺寸稳定性处理，故即使在高温下也可避免尺寸变化。

●尺寸稳定性处理

尺寸稳定性处理记号S0S1S2S3

使用温度范围（℃）100?`150150?`200200?`250250?`300复合各轴承的综合寿命

各轴承的额定寿命是保持90％的概率。复合的轴承综合寿命，比各轴承的额定寿命的最短还要短，把使用的轴承当作全体一只轴承来考虑的话，其额定寿命由以下公式求得。

1/L(10/9)=1/L1(10/9)+1/L2(10/9)+L3(10/9)··· Ln10/9

L=轴承综合额定寿命

L1、L2、L3 ··· Ln=各轴承的额定寿命

基本额定静负荷

在轴承上加了静止负荷时，钢球和沟道面的接触部分面产生局部的压痕状的永久变形。由于这永久变形，会造成回转情况不良，音响、振动也变大，因此作为可允许的静止负载的基准，基本额定静负荷Cor如下规定。径向球轴承的基本额定静负荷在钢球和沟道的接触部，最大接触应力4200MPa

（429kgf/mm2）以下的静负荷，钢球和沟道间所产生的永久变形量之和是钢球直径的约1/10000的值。

轴承负荷的计算

作用于轴承的负载，有发生在齿轮等传动负荷、运转中的机械负荷、轴承支持装置的自重等。实际上使用轴承时，加上大小不同的振动和冲击负荷，这些所有的作为轴承负载很难求出，通常，理论上所求得的计算负荷值再乘上依据以往经验得到的各种系数求得。

(1) 负载系数、齿轮系数、皮带系数