轴承寿命怎么计算？

麻烦楼主高抬贵手百度一下。

参见国标《GB/T 6391-2010 滚动轴承额定动载荷和额定寿命》

正好看到这个内容，，，图片怎么转不过来，忧伤。

轴承寿命怎么计算？首先我们要了解一下滚动轴承的承载能力，因为滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸都息息相关。相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。

滚动轴承的寿命计算，轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：　或　式中：──基本额定寿命(106转);──基本额定寿命(小时h);C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得;P──当量动载荷(N)，根据所受径向力、轴向力合成计算;──温度系数、(r/min);──寿命指数(球轴承，滚子轴承)。

我们要知道，当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的时候，当量载荷的基本计算公式为式中：P——当量动载荷，N;——径向载荷，N;——轴向载荷，N;X——径向动载荷系数;Y——轴向动载荷系数;——负荷系数

通常，滚动轴承寿命计算步骤是：
　　1． 根据主机的技术参数和支承部位结构，初选轴承的类型和尺寸，计算作用于轴承上的负荷；
　　2． 计算当量动负荷；
　　3． 根据轴承额定寿命公式计算轴承的寿命；
　　4． 验算额定静负荷和极限转速。
滚动轴承额定寿命系指一批轴承中90%的轴承在疲劳剥落前能达到或超过的运转数（以106转计）或在一定转速下的工作小时数。
对于球轴承的基本额定寿命：
　　L10=(Cr/Pr)3 （百万转）
　　在实际计算中，一般用工作小时数表示轴承的寿命(小时)，为：
　　Lh=(Cr/Pr)3/(60n)*106（小时）
　　其中Cr：为径向基本额定动负荷（KN），指一套滚动轴承假想能承受的恒定径向载荷，在这一载荷作用下的基本额定寿命为一百万转。
　　Pr：为径向当量动负荷（KN），指轴承实际所受的各种外加负荷的径向当量变负荷。
　　对于滚子轴承的基本额定寿命：
　　L10=(Cr/Pr)10/3 （百万转）
　　用工作小时数表示轴承的寿命(小时)：为：
　　Lh=(Cr/Pr)10/3/(60n)*106（小时）
　　额定寿命计算方法是根据普通轴承钢和一般工作条件确定的，寿命可靠性为90%。考虑到材料和使用条件的影响以及高可靠性的要求，国际标准化组织对额定寿命公式进行了修正，加入了可靠性系数、材料系数和使用条件系数。
目前，国外先进的球轴承实际使用寿命已是计算寿命的十倍以上，可靠性95%以上，我厂生产的球轴承的使用寿命水平能达到国内的先进水平。
(运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦C E MB MA)

滚动轴承的寿命计算详细程序


【一】能力目标


1.能合理的选择常用滚动轴承


2.具有组合设计的能力


【二】知识目标


1.掌握滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷及寿命计算


2.熟悉滚动轴承的组合设计


【三】教学的重点与难点


重点：滚动轴承的寿命计算。


难点：滚动轴承的组合设计。


【四】教学方法与手段


采用多媒体教学，结合图片及实物讲授，提高学生的学习兴趣。


【五】教学任务及内容

一、滚动轴承的工作情况分析及计算


（一）滚动轴承的失效形式
1、点蚀


轴承工作时，滚动体和内、外套圈之间产生相对运动，在负荷作用下，滚动体和内、外套圈的接触处产生循环变化的接触疲劳应力。长期工作会产生点蚀破坏，使轴承运转时产生振动、噪声，乃至丧失运转精度。


2、塑性变形


低速轴承和间歇摆动轴承，一般不会产生疲劳点蚀破坏，但在过大的冲击负荷或静负荷下，滚道和滚动体会出现不均匀的永久塑性变形凹坑，增大摩擦，降低运转精度。


3、磨损


在多粉尘或润滑不良条件下，滚动体和套圈的工作面产生磨损。速度过高时还会出现胶合、表面发热甚至滚动体回火。其他还有因安装、拆卸、维护不当引起的元件断裂、锈蚀、化学腐蚀等。


（二）设计准则
1、对回转的滚动轴承，最主要的失效形式是疲劳点蚀破坏。一般情况下，均应进行轴承的寿命计算。
2、对低速轴承或摆动轴承，要求控制其塑性变形，应进行静强度计算。负荷较大或有冲击负荷的回转轴承，亦应进行静强度计算。


3、对高速轴承，主要是由于发热而引起的磨损、烧伤失效，除需要进行寿命计算外，还应验算极限转速。


（三）滚动轴承的寿命计算
1、基本额定寿命和基本额定动负荷
（1）寿命


滚动轴承任一元件的材料首次出现疲劳点蚀前的总转数或在某一给定的恒定转速下的运转小时数。


（2）基本额定寿命


一批型号相同的轴承，在相同的运转条件下，其中90％在疲劳点蚀前能运转的总转数或在给定转速下所能运转的总工作时数。其可靠度为90％，以符号L10或Lh10表示。


（3）基本额定动负荷


轴承的基本额定寿命为一百万(106)转时所能承受的最大负荷为轴承的基本额定动负荷，以Cr表示。


在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。


纯径向载荷——向心轴承


基本额定动载荷C 纯轴向载荷——推力轴承


指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量——角接触球轴承和圆锥滚子轴承


2、当量动载荷


定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P。


理解为：在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同


（1）对只能承受径向载荷R的轴承（N、NA轴承）


P=R


（2）对只能承受轴向载荷A的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））


P=A


（3）同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承


P=XR+YA


X——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见表14.13


3、向心角接触轴承轴向力的计算


该类轴承受R→产生派生轴向力S，所以要成对使用，对称安装


（1）派生轴向力大小方向：


a)正装（面对面），支点跨距小，适合于传动零件位于两支承之间；


b)反装（背靠背），实际支距变大，适合于传动零件处于外伸端


（2）实际轴向载荷A的确定


1）当时


轴有向左移动的趋势，使轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，压紧的轴承1外圈通过滚动体将对内圈和轴产生一个阻止其左移的平衡力，使


∴轴承1的实际轴向载荷为




轴承2上的轴向力，由力的平衡条件


——本身的派生轴向力


2）当时


轴有右移趋势，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”，“2”上产生一个平衡力，使


∴轴承2实际所受的轴向力为




轴承1实际所受的轴向力，由力的平衡条件


——本身派生轴向力


结论：——实际轴向力A的计算方法


1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧”和“放松”的轴承。


2）“压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴上其他所有轴向力代数和。


3）“放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力

4、滚动轴承的寿命计算


轴承的负荷P与寿命L之间的关系曲线如图所示，其方程式为


PεL10=常数


式中 P―当量动负荷（N）


L10―基本额定寿命（106r）


ε―寿命系数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。


已知轴承基本额定寿命为一百万转（1×106r）时的基本额定动载荷为Cr，


由此得寿命公式


若以工作时数表示寿命，得、


式中 n—轴承的工作转速（r/min）；


fp—负荷系数，考虑机器工作时的振动冲击对负荷的修正，


轴承寿命计算后应满足


Lh≥[Lh]


（四）滚动轴承的静强度计算


基本额定静载荷C0：取决于正常运转时轴承允许的塑性变形量，即受载最大的滚动体与滚道接触处中心处引起的接触应力达到一定值


例，调心球：4600Mpa；其他球轴承：4200Mpa；滚子轴承：4000Mpa


轴承的当量静载荷（假想载荷）：在当量载荷作用下轴承的塑性变形量与实际载荷作用下轴承的塑性变形量相同。


R、A——轴承所受的实际径向和轴向载荷


X0、Y0——静径向和轴向载荷系数


如果P0 <R，则取P0=R< span> </R，则取P0=R<>


（五）滚动轴承的极限转速


n过高→产生高温→润滑剂性能（粘度↓）→使油膜破坏→滚动体回火磨损或胶合失效


——适用于0级公差，润滑冷却却正常，轴承载荷P≤0.1C，向心轴承只受径向载荷，推力轴承只受轴向载荷的轴承。


当P>0.1C，轴承受联合载荷时，润滑情况变坏，∴应对极限转速进行修正，这时轴承实际许用转速为


f1——载荷系数


f2——载荷分布系数


如果
→措施：1.改进润滑；2.改善冷却条件；3.提高轴承精度；4.适当增大游隙；5.改变轴承和保持架的材料（采用特殊材料）


二、滚动轴承的选择
（一）滚动轴承类型的选择
应根据轴承的工作载荷（大小、方向和性质）、转速高低、支承刚性、安装精度、结合各类轴承的特性和应用经验进行综合分析，确定合适的轴承。
几条基本原则：


1、 n高，载荷小，要求旋转精度高→采用球轴承 ；n低，载荷大，或有冲击载荷时→采用滚子轴承——但滚子轴承对轴线偏斜较敏感。


2、主要受径向载荷Fr时→用向心轴承；主要受轴向载荷Fa，n不高时用推力轴承；同时受Fr和Fa均较大时——可采用角接触球轴承7类（n较高时）或圆锥滚子轴承3类（n较低时）；Fr较大，Fa较小时——深沟球~；Fa较大，Fr较小时——深沟球~+推力球轴承组合，或推力角接触轴承。


3、要求n <nlim——极限转速< span> </nlim——极限转速<>


6、7、N——极限转速较高；推力轴承——极限转速较低，∴只受Fa而n较高时——不用推力轴承而宁可用6\7两类，球轴承极限转速高于滚子轴承，轻系列极限转速高于中或重系列轴承。


4、当轴的刚性较差或轴承孔不同心时宜用调心轴承。


5、为便于装拆和间隙调整，可选用内、外圈不分离的轴承。


6、6、7两点轴承一般应成对使用，对称安装。


7、旋转精度较高时，应选用较高的公差等级和较小的游隙；转速较高时，应选用较高的公差等级和较大的游隙；公差等级越高，轴承价格越贵；滚子轴承价格高于球轴承，深沟球轴承价格最低


8、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承。


（二）轴承的公差等级
精度高 ————————————→低


公差等级 2 4 5 6 6X 0


新标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0


旧标准 B C D EX E G——普通级可省略


三、滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合结构设计包括：轴承的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑和密封等问题。


（一）滚动轴承的固定
1、周向固定
目的：保证轴承受力后，其内圈与轴颈、外圈与座孔之间不产生相对圆周运动。


方法：轴承内圈与轴颈配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔配合采用基轴制，并选择合适的配合。


2、轴向固定


目的：保证轴上零件受到轴向力作用时，轴和轴承不致产生轴向相对移动。


内圈与轴：


1）轴肩


2）轴用弹性档圈—A不大、n不高时


3）轴端档圈+紧固螺钉—n较大、A中等


4）圆螺母+止动垫圈—A较大、n较高


5）开口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈—适于光轴上球面轴承。


外圈与座孔：


1）孔用弹性档圈—A不大时


2）轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定


3）轴承盖—A较大，n较高时


4）轴承座孔凸肩


5）螺纹环


6）轴承套环—适于同一轴上两轴承外径不同时。


（二）轴组件的轴向固定
1、双支点单向固定（两端固定式）


两个支承分别限制轴的单向移动，此种结构适用于工作温度变化不大的短轴。


2、单支点双向固定（一端固定，一端游动式）


一个支承限制轴的双向移动，另一个支承可以沿轴向移动。当轴在工作温度较高的条件下工作或轴细长时，为弥补轴受热膨胀时的伸长，常采用一端轴承双向固定、一端轴承游动的结构形式。


3、两端游动


两个支承都采用外圈无挡边的圆柱滚子轴承，轴承的内、外圈各边都要求固定，以保证轴能在轴承外圈的内表面作轴向游动。这种支承适用于要求两端都游动的场合。


（三）滚动轴承支承的调整
轴承组合位置的调整，包括轴承间隙的调整和轴系的轴向位置的调整。


轴承间隙的调整方法很多，最常见的是用增减轴承盖与箱体间的垫片来调整。


轴系位置的调整是为了保证轴上零件获得正确的位置。轴向位置的调整是通过在轴两端的轴承盖处增减垫片实现的。


（四）轴承组合支承部分的刚度和同轴度


安装轴承的轴承座孔处的壁厚应适当加大或设加强肋，保证支承刚度。
　 为保证同一轴上各轴孔的同轴度，箱体一般采用整体铸造的方法生产，并采用直径相同的轴承孔一次加工。


（五）滚动轴承的预紧
预紧的目的是：提高轴承的旋转精度，增加轴承的组合刚性，减小轴在运转时的振动和噪声。


轴承预紧方法：在轴承外圈(或内圈)之间加金属垫片或将外圈(或内圈)磨窄来实现，也可以通过调整两轴之间隔套的宽度等方法来获得。




（六）轴承的安装与拆卸
安装轴承时，可用压力机，也可在内圈上加套后用锤子均匀敲击装入轴颈；对精度要求较高的轴承，还可采用热配法，将轴承放在不到100°C的油中加热后，再装入。


轴承的拆卸则要用专门的拆卸工具。


（七）轴承的润滑与密封
1、轴承的润滑
轴承的润滑的目的：


1）降低摩擦和磨损；


2）散热；


3）缓冲、吸振、降低噪音；


4）防锈和密封。


密封的作用：


1）防止内部润滑剂流失；


2）防止外部灰尘和水分、杂质的侵入。


轴承中常用的润滑剂是润滑油和润滑脂。


1、脂润滑


承载大，不易流失，结构简单，密封和维护方便，但Ff大，易于发热。∴适合于不便经常维护，转速不太高的场合。一般润滑剂的填充量<1/3～1/2轴承空间。常用钙基脂（T<65℃），钠基脂、钙钠基脂（T较高），n较高时，锂基脂。


2、油润滑


油润滑冷却效果较好，f较小，但供油系统和密封装置均较复杂，适于高速场合。


润滑方式有；油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑等


润滑油粘度的选择：


1）载荷大，n低，工作温度高时用粘度大的润滑油


2）载荷小，dn大，用粘度低的润滑油，搅油损失小，冷却效果好。


2、轴承的密封


密封的目的：防止灰尘、水分和杂物侵入轴承内，并阻止润滑剂的流失。


(1)接触式密封——适于低速，为防止磨损，要求接触处表面粗糙度小于R1.6～0.8


1)毡圈密封——轴承盖上梯形槽内放置矩形剖面细毛毡，适合于V<4～5m/s，轴承脂润滑的密封


2)橡胶油封（标准件、较常用）——耐油橡胶制唇形密封圈靠弹簧压紧在轴上，唇向外—防灰法，唇向里—防油流失，组合放置—同时起防灰和防油流失的作用。


油封有：J型、U型和O型，适合于v<12m/s


(2)非接触式密封——与轴不直接接触，适合于高速


1)油沟密封（间隙密封）——轴与盖之间约0.1~0.3mm间隙，盖上车出沟槽，槽内充满润滑脂，结构简单，适于v<5~6m/s


2)甩油密封——轴上开沟槽，将欲外流的油沿径向甩开，再经轴承盖上集油腔及油孔流回轴承；挡油环式甩油盘—利用离心力甩去档油环上的油，让其流回油箱内，以防油冲入轴承内。适于轴承脂润滑。


3)曲路密封（迷宫密封）——将旋转和固定的密封零件间的间隙制成曲路形式，缝隙间填入润滑脂，加强密封效果——密封效果较好，适于油和脂沟滑v<30m/s


(3)组合式密封——采用两种以上的密封形式组合在一起，密封的效果较好。


另外，某些标准密封轴承——如单面或双面带防尘盖（-RZ）和密封盖的轴承，由于装配时已填入了润滑脂，∴无需维护或再加密封装置——应用日趋广泛。

在某些应用中，轴承负荷的大小和方向会随着时间而改变，还可能有转速、温度、润滑条件和污染程度等的变化。因此，必须对变化的负荷条件作分阶段的当量负荷计算，否则无法直接计算出轴承寿命。因此，有必要将负荷变化的模式或工作周期，减至有限数量较简单的负荷条件。由于重负荷与中等负荷消耗轴承寿命的速度要比轻负荷的快，所以，必须把冲击负荷和最大负荷独立分辨出来，即使在这些负荷下作用的时间很短，或甚至只有数转。

在每一工作制内，可以把轴承负荷和工作条件用固定的平均值来表示。然后根据每一负荷段所需的工作小时或转数，计算该负荷段的分段寿命。

在某特定的条件下，必须要得到负荷的详细变化情况，才可以应用以上的计算方法。利用某些常用的工作条件或标准的工作周期，也可推导出负荷的变化模式。

轴承在工作中，其尺寸会因材料结构的改变而变化。这种变化受到温度、时间及应力的影响。为避免在工作中因材料的结构改变而发生不允许的尺寸变化，轴承材料必须经过特殊的热处理。

另外，滚动轴承中存在的磨损形式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损等。通常将轴承由于磨损而丧失正常的工作性能的累计总转数,或在一定转速下的工作小时数称为轴承的磨损寿命。轴承磨损寿命尚无完善的计算方法,目前只是把磨损引起的轴承径向游隙增加量作为轴承磨损程度的指标。

ISO281滚动轴承的疲劳寿命计算

交叉滚子轴承的寿命怎么延长？首先我们来了解下交叉滚子轴承的寿命的影响因素，轴承的选型合适，轴承润滑脂，轴承的安装，轴承的保养等这些都和轴承的寿命息息相关。下面我们来具体的学习下

怎么选择合适的轴承，首先我们来了解下交叉滚子轴承的结构，交叉滚子轴承因被分割的内环或外环，在装入滚柱和间隔保持器后，与交叉滚柱轴环固定在一起，以防止互相分离，故安装交叉滚柱轴环时操作简单。由于滚柱为交叉排列，因此只用1套交叉滚柱轴环就可承受各个方向的负荷，与传统型号相比，刚性提高3~4倍。同时，因交叉滚子轴承内圈或外圈是两分割的构造，轴承间隙可调整，即使被施加预载，也能获得高精度地旋转运动。再者我们需要根据工况的转速，精度，载荷等进行具体型号的选择。

轴承润滑是由润滑油在两个金属接触面之间形成的油膜。油膜分离了金属之间的直接摩擦，保护了金属。如果水进入轴承的金属接触受力区，会破坏油膜的完整性，降低油膜的强度。对于重载和低速轴承，这种危害尤为明显，会造成金属疲劳损伤，形成金属划痕和破碎。

润滑不当造成的磨损，表面磨损呈镜面状，色泽呈蓝色或棕色。此种情况是由于润滑不足造成的，应改善润滑状况，重新确定润滑周期与油封。润滑脂的主要成分是基础油，还有一些添加剂，除了抗氧化剂，还有其他添加剂，如耐磨剂、极压剂、防锈剂、清洁分散剂、抗乳化剂等。水会导致添加剂水解、结团和流失。有些硫磷极压剂在有水的情况下会变性，产生硫酸或磷酸，增加油的酸值，形成腐蚀性的酸性环境。

轴承的安装；保持轴承及其周围环境的清洁，即使肉眼看不见的微小灰尘进入轴承，也会增加轴承的磨损，振动和噪声。轴承以及其周边附件应保持清洁,特别是灰尘及污物,工具及工作环境也必须保持干净。当过盈量较大时，可采用加热箱、油浴加热或感应器加热轴承来安装，加热温度范围为80℃～100℃，最高不能超过120℃。同时，应用螺母或其它适当方法紧固轴承，以防止轴承冷却后宽度方向收缩而使套圈与轴肩之间产生间隙。

轴承安装时，必须在套圈端面的圆周上施加均等的压力，将套圈压入，不得用鎯头等工具直接敲击轴承端面，以免损伤。在过盈量较小的情况下，可在常温下用套筒压住轴承套圈端面，用鎯头轻击装配套筒的中心部位，通过套筒将套圈均衡地压入。装配力绝不能通过滚动体来传递，避免直接锤击轴承套圈。压入时，应保证外圈端面与外壳台肩端面，内圈端面与轴台肩端面压紧，不允许有间隙。

采用机械压力机或液压机必须使用装配套筒压装，并保证处于水平状态，如有倾斜会导致轴承沟道因受力损坏，而使轴承产生异响。装配套筒要完全接触轴承内套圈或外套圈端面的整个圆周。

使用安装时要认真仔细，不允许强力冲压，不允许用锤直接敲击轴承，不允许通过滚动体传递压力。使用合适、准确的安装工具，尽量使用专用工具，极力避免使用布类和短纤维之类的东西。

轴承的保养

1、防止轴承的锈蚀

2、安装不当所造成的凹痕

内、外环工作表面都有间距等于滚子之间的距离的凹痕。其原因是安装时未敲击在正确的环上，或是在圆锥轴上推进过度、或在静止状态负荷超载所致。

3、异物所造成的凹痕

工作表面与滚子表面遍布凹痕，可能是安装时带入异物或是润滑剂异物以及周围环境等。轴承安装清洗干净，使用干净的润滑剂并检查油封。

4、滚子端面擦伤

在滚子端面与引导挡边磨擦，产生刻痕及变色。此情况是由于过大的轴向负荷下滑动或润滑不足引起的。此类损坏可选择黏度较高的润滑剂。

5、滚子与滚道的磨伤

在滚道负荷区开始端与滚子有磨伤及局部变色，这是由于滚子进入负荷区，突然加速所造成的。有两种可行办法：其一是选择黏度较高的润滑剂；其二是减小轴承间隙。

6、外表面的磨伤

内环内孔与外环外表面有刻痕及局部变色，此种情况是环与轴或轴承箱有相对运动所致。解决的唯一方法是：加大环与轴或轴承箱的配合过盈量来防止相互转动。轴向制动或夹紧无法解决此类问题。

7、表面坑痕

滚道、滚动体表面或大端面小而浅的坑痕，呈结晶状的破坏状。这是由于润滑不良所致。例如;少油或由于升温所造成的黏度改变，使油膜无法将接触面分离，表面有瞬间的接触。办法：改善润滑。

温馨提示，交叉滚子轴承寿命想要延长，对于轴承的选择，润滑脂，安装，保养这些因素都是需要注意的，另外一点也需要注意一下，轴承的拆卸。

1、避免直接打击轴承套圈；拆卸力不应通过轴承滚动体来传递，从轴上拆卸精密轴承时拆卸力应通过轴承内套圈传递，从轴承座孔中拆卸精密轴承时拆卸力应通过轴承外套传递；

2、精密轴承一旦拆卸下来就应进行清洗、晾干后涂防锈油或装脂处理，以免轴承受锈蚀。