很多軸承的制造商會(huì)采用“額定壽命”的概念來給在特定載荷條件下的給定軸承估計(jì)一個(gè)疲勞耐久性。因?yàn)檩d荷對(duì)軸承來說是最重要的需要滿足的功能需求。本文給大家介紹軸承額定壽命的概念以及計(jì)算的方法，和在計(jì)算中需要考慮的其他因素。
對(duì)于所有的滾動(dòng)軸承及來說，額定壽命的計(jì)算都可以根據(jù)下面的公式來得到：
。在公式中，P為當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷；C為基本額定動(dòng)負(fù)荷；p為軸承指數(shù)，根據(jù)滾動(dòng)體類型的不同，p的值不同。從上述的公式就可以看出來，基本額定壽命從根本上講是一個(gè)軸承在實(shí)際狀態(tài)下的載荷與定義出的載荷下的比值。
需要跟大家重復(fù)的:
第一，關(guān)于當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(P)的計(jì)算公式：P=XFr+YFa
第二，C是跟軸承本事設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)，它是如下軸承參數(shù)的函數(shù)：
這樣計(jì)算出來的軸承單位是百萬轉(zhuǎn)，也就是軸承能運(yùn)行的轉(zhuǎn)數(shù)。如果知道軸承的轉(zhuǎn)速，我們可以把軸承的壽命轉(zhuǎn)化成運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，這個(gè)也比較符合工業(yè)上一般的使用習(xí)慣。
其中，公式中的n是軸承的轉(zhuǎn)速。
從上面的公式可以看出來，軸承的基本額定壽命的最主要的基礎(chǔ)就是以軸承的載荷為主要計(jì)算參數(shù)，得到一個(gè)軸承實(shí)際載荷和額定載荷之間的比值。L10表示的就是90%可靠性下的軸承壽命。h表示這個(gè)軸承計(jì)算出來的單位是小時(shí)，也就是運(yùn)行的時(shí)間。
修正額定壽命
我們都知道，影響軸承壽命的因素很多，不止是軸承的載荷單一的因素，否則軸承的壽命不會(huì)向我們前面的文章講的那么復(fù)雜。雖然我們?cè)谟懻撦S承壽命的時(shí)候，最主要討論的是軸承的載荷，或者說軸承接觸時(shí)滾道(或者滾動(dòng)體)的應(yīng)力。但是從多年的軸承應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來說，影響軸承實(shí)際運(yùn)行的還有軸承的潤(rùn)滑，軸承的運(yùn)行中的污染等等一系列其他的因素。
另外還有挺重要的因素，也是我們?cè)诖蟛糠值膽?yīng)用中沒有討論的，軸承的可靠性。
如果要考慮上述的因素，我們就把軸承的壽命公式拓展為：Lnmh=a1a2a3L10h
軸承的可靠性
在大部分的工業(yè)應(yīng)用里，我們討論的都是90%軸承有效性，或者可靠性下的軸承壽命。在前面我們也講過，壽命是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念，我們不能計(jì)算每一個(gè)軸承的真實(shí)壽命是多少，在韋布爾模型里，我們討論的也都是90%的軸承可以運(yùn)行到的時(shí)間，或者說軸承的幸存概率。
那么是否在某些應(yīng)用里，我們需要去計(jì)算更高的可靠性呢？比如在一些要求更嚴(yán)苛的應(yīng)用里，例如航空航天，高鐵等等。
那么這里我們就需要引入另外一個(gè)概念，高于90%可靠性的軸承的壽命。簡(jiǎn)單的舉一個(gè)例子，如果說在某一個(gè)應(yīng)用里，我們需要計(jì)算99%的軸承都要運(yùn)行的壽命，那么怎么辦。
如上面公式中所示，我們引入了第一個(gè)參數(shù)a1，這個(gè)參數(shù)代表了軸承的可靠性。當(dāng)a1=1時(shí)，表示這個(gè)軸承的運(yùn)行的可靠性為90%，也就是我們通常意義上說的軸承的基本額定壽命。
當(dāng)我們要計(jì)算99%的軸承可靠性時(shí)，Lnmh中的n就為1，同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到的a1的值為0.25。也就是說，在這個(gè)應(yīng)用中的所有軸承，只有大概四分之一的軸承能夠達(dá)到99%的可靠性。公式也隨之變?yōu)椋篖1mh=0.25a2a3L10h
因?yàn)樵诮^大多數(shù)的應(yīng)用中，我們只考慮軸承90%的可靠性，因此這個(gè)參數(shù)我們?cè)谕ǔＳ?jì)算時(shí)都取1就可以了。除非遇到非常特殊的應(yīng)用，我們需要考慮更高的可靠性時(shí)，您可以跟您的軸承供應(yīng)商聯(lián)系，獲得相對(duì)準(zhǔn)確的可靠性參數(shù)。另外，這個(gè)參數(shù)也可以在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO281)中查詢。我們這里就不多做介紹了。
除了可靠性系數(shù)以外，我們看到在修正系數(shù)里還有兩個(gè)參數(shù)a2，a3，這兩個(gè)參數(shù)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者絕大多數(shù)的軸承供應(yīng)商那里目前都被aISO所取代。
這個(gè)修正系數(shù)考慮了下列因素的影響：
①軸承載荷，
②潤(rùn)滑條件(包括潤(rùn)滑劑的類型，粘度，轉(zhuǎn)速，軸承尺寸，添加劑等等)
③材料的疲勞極限
④軸承類型
⑤材料的殘余應(yīng)力
⑥環(huán)境條件(污染系數(shù))
關(guān)于軸承額定壽命的知識(shí)就分享到這里。上面談到的這些系數(shù)對(duì)軸承壽命的影響如何，昌暉儀表在隨后的文章中跟大家繼續(xù)討論。
