深沟球轴承的寿命计算

1 轴承寿命计算方法
的影响。考虑到 L-P 理论的局限性，Loannides-Harris
工作中的轴承最终会损坏。轴承寿命的离散性很 提出了寿命公式的另一种形式 ：
大，讨论寿命时必须以一批轴承为对象。大多使用基
本额定寿命 L10 作为寿命值。L10 受轴承的载荷影响很
大，Lundberg 和 Palmgren 从理论上推导出关系式 :
滚动轴承是一种精密的机械支撑元件，在工 作中丧失其规定的功能，而导致故障或不 能正常工作的现象称为失效。正确选用轴 承，对主机获得良好的工作性能，延长使用寿命等有 十分重要的作用。选择轴承要根据工作条件来选择轴 承基本类型、公差等级和游隙；根据轴承的工作条件、
的计算式为 :
Lna=a1a2a3L10
深沟球轴承的寿命计算
董春兰 （闽江学院，福建 福州，350108）
摘要：寿命计算对轴承的选用具有重要作用，本文对6206轴承在一定的使用条件下进行了基本额定寿命与 修正基本额定寿命的计算，其中在寿命系数AISO中K值计算选择了适合的方法，计算出来的修正基本额定寿 命值与实际寿命值相近。因此应根据计算出的修正寿命值对轴承的选用是否合理做出判断。 关键词：轴承；寿命计算；寿命系数
法、润滑剂、润滑方Baidu Nhomakorabea等技术的进步，长寿命轴承不 劳负荷极限 Pu ：0.48kN ；旋转速度 2500r/min ；油膜
断增加，为此对（1）式进行了修订，修正额定寿命 参数 Λ=1.5 ；轴承工作处于正常清洁状态，颗粒污
董春兰（1975 －），女，内蒙古赤峰市人，硕士研究生学历，闽江学院电子系讲师，主要研究方向 ：计算机辅助设计和分析。
承，式中 P 取纯径向载荷，C 为基本额定动载荷。轴
承的实际寿命不仅受型式、尺寸的影响，其内部设计、 2 实例计算
材料批差、加工方法、使用方法、润滑方式等都会对
某设备中根据使用要求选用了深沟球轴承 6206 ：
寿命产生影响。随着轴承钢纯净度的提高以及加工方 基本额定动载荷 C ：19.4kN ；径向载荷 P ：2kN ；疲
(5) ν ：工作温度下的润滑剂运动粘度 ；ν1 ：充分 润滑的运动粘度 ； ho ：最小油膜厚度 ；δ1 ：滚道表面的均方根偏差 ；
提升，使得现代轴承的寿命比用传统方法制造和计算 所得寿命有了显著的提高 [5]，可见轴承寿命计算对轴 承能否根据使用要求进行合理选用会有很大的影响。
δ2 ：钢球或滚子表面的均方根偏差。 目前表面粗糙度的评定参数一般采用算数平均
L10=（C/P）p
（1）
并根据实验得出球轴承的指数 p=3，对于向心轴
LnM=A1AISOL10
（3）
式中 ：LnM 为可靠度等于（100-n）% 的修正基本
额定寿命 ；AISO 是总的寿命系数 ；A1 是可靠性寿命系
数。通过对实验结果的统计分析表明 ：L-H 理论的计
算结果更接近实验结果 [2]。
向心球 0.4≤Λ＜1.0
2.5671
1.9987
0.19087
0.83
1/3
-9.3
1.0≤Λ＜4.0
2.5671
1.9987
0.071739
0.83
1/3
-9.3
染参数 CL=0.55。
1 中取值。
用基本额定寿命计算方法计算可靠度为 90% 时
Λ=1.5， 用 油 膜 参 数 方 法 计 算
轴承寿命为 ：
用要求，选定轴承型号，再验算选定轴承寿命，以判 经过标准设计和采用高质量钢材精密制造的轴承的耐
断选择是否正确。寿命计算对轴承的设计和合理选用 久性试验数据说明，无限长的疲劳寿命是实际存在的。
具有重要作用。
L-P 理论没有包括耐久极限概念、表面切应力的影响、
轴承工作温度及其对材料性能、润滑、表面切应力
偏差 Ra，它与均方根偏差之间的换算关系近似为 ： δ=1.25Ra。
Λ ：油膜润滑参数 ：综合了油膜厚度和粗糙度对 润滑的共同影响。当 Λ ≥ 3 时，称为全膜弹流润滑。 当 Λ ＜ 3 时，称为部分膜弹流润滑。滚动轴承中的 润滑状态一般是处于 Λ=2 左右。从疲劳寿命与油膜
3 结论
本文叙述了轴承寿命计算方法的发展过程，对 6206 轴承在一定的使用条件下进行了基本额定寿命 与修正基本额定寿命的计算，其中在寿命系数 AISO 中 K 值计算选择了适合的方法，计算出来的修正基本 额定寿命值与实际寿命值相近。因此，应根据计算出 的修正寿命值对轴承的选用是否合理做出判断。
（2）
式中：Lna：可靠度为（100-n）% 时修正疲劳寿命；
a1: 可靠度 - 寿命修正系数 ；a2: 轴承性能 - 寿命修正
系数 ；a3: 运转条件 - 寿命修正系数 [1]。根据 L-P 理论
和修正额定寿命计算方法，不论外加载荷是多大，滚
受力情况和寿命要求来计算确定轴承型号 ；或根据使 动轴承的疲劳寿命总是有限的。然而在某些应用场合，
总的寿命系数 ：
(4)
CL ：颗粒污染参数 ；Pu ：疲劳负荷限值 ；P ：当
量动载荷 ；K ：润滑剂效果参数 ；
式中 K 值有两种计算方法 ： 膜参数 :
与 其中油
表达式中，并根据 Λ=1.5 确定出 AISO 表达式中的系 数和指数，得到 ：
＝ 5.34708 修正基本额定寿命 ：L10M=A1AISOL10=1×5.34708 ×L10=5.34708 L10 可以看到两种不同的寿命计算法得到的结果相差 很多，修正基本额定寿命的计算结果更接近实际寿命。 这是因为随着轴承材料质量的不断改进和制造水平的
2016. 09第3期| Defense Manufacturing Technology 57
技 术 交 流 TECH. DISCUSSION
表 1 AISO 中的系数和指数
轴承类型 润滑膜参数范围
X1
X2
e1
e2
e3
e4
0.1≤Λ＜0.4
2.5671
2.2649
0.054381
0.83
1/3
-9.3
K=Λ1.12=1.51.12=1.5748<4，所以用油膜参数法计
L10=（C/P）3=912.7×106（转）
算得到的 K 值可用。将 K 值带入到总的寿命系数 AISO
以另一种更接近实验结果的寿命公式的形式 ： LnM=A1A L ISO 10 来计算可靠度为 90% 时的寿命。其中 A1 可根据可靠度具体数值要求从表中 [3] 查出。根据 题意 ：取 A1=1。