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TS16949

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TSB轴承额定负荷与寿命计算方法

1. 轴承的寿命

轴承即使在正常的条件下使用，套圈和滚动体的滚动面因受到交变压应力影响，亦会发生材料疲劳，以至造成剥离而无法使用。所谓轴承寿命，就是指在滚动面或滚动面产生这种剥离之前的总转数。

此外，因轴承烧伤、磨损、裂纹缺口、卡死、生锈等都可能使轴承无法使用。但这应称为轴承故障，须与轴承寿命区分开。轴承选定不当，安装欠妥，润滑不良及密封不好等都是发生故障的原因。排除这些原因便可避免轴承发生故障。

2. 额定基本寿命和额定基本动负荷

即使一组相同轴承在同一条件下运转，其寿命亦有很大的差异，这是因为材料疲劳本身就具有离散性。因此，对于轴承寿命的概念，从统计上考虑到这种离散性，采用下述定义的额定基本寿命。

所谓额定基本寿命，即是一组相同轴承在同一条件下进行运转时，90%（可靠性90%）不发生滚动疲劳性剥离的运转总转数。若以某固定转速运转时，则以总旋转时间表示。

所谓额定基本动负荷，即是指滚动轴承的负荷能力，也就是说在这种负荷条件下，可以使轴承达到100万转的额定基本寿命。对于向心轴承，采用纯径向负荷表示，对于推力轴承，采用纯轴向负荷表示。

额定基本寿命、额定基本动负荷，以及轴承负荷之间有下列关系式（1）

………………………(1)

式中，p=3…………………………………球轴承

  p=10/3……………………………滚子轴承

  L₁₀: 额定基本寿命10⁶转

  C: 额定基本动负荷 N

  (向心轴承:Cr 推力轴承:Ca)

  P: 当量动负荷 N

  (向心轴承:Pr 推力轴承:Pa)

另外，额定基本寿命以旋转时间表示时，可通过公式（2）求出。

……………………(2)

……………………(3)

……………………………(4)

式中, L_10h: 额定基本寿命 h

fh: 寿命系数

fn: 速度系数

n: 转速 rpm

（2）式亦可用（5）式的形式表示。

…………………(5)

图1所示为转数n与速度系数fn 的关系及基本额定寿命L10h 与寿命系数fn的关系。



在组装数套轴承的机械装置中，若以其中某一套轴承因滚动疲劳而破损前的寿命作为全部轴承的综合寿命考虑，则可通过公式（6）求出。

………………(6)

式中，e=10/9……球轴承 e=9/8……滚子轴承

L：全部轴承的综合额定基本寿命h

L₁, L₂, … L₃: 每个轴承1, 2…n的额定基本寿命h

条件按一定时间变化的情况下,可从(7)式求出寿命。

………………………(7)

式中，Æ j：各种条件的使用频次（ ）

L_j ：各种条件下寿命

3. 额定基本静负荷

滚动轴承一旦承受负荷，其滚动体与套圈接触面就会发生局部永久性变形。该变形量随负荷增大而变大，若超过某种限度，则会影响正常旋转。

在承受最大应力的滚动体和套圈的接触部中央，永久性变形总量最大不超过滚动体直径的0.0001倍的情况，就不会影响轴承的正常运转。

所谓额定基本静负荷，即是轴承达到这种永久性变形量极限值时的某一静负荷量。向心轴承以纯径向负荷、推力轴承以纯轴向负荷表示。施加这种负荷时，承受最大负荷的滚动体、套圈接触部中央的接触应力值如下。

球轴承（自动调心球轴承除外） 4200MPa

自动调心球轴承 4600MPa

滚子轴承 4000MPa

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最后修改时间: 二月 04, 2012