滚动轴承疲劳寿命试验台的设计.

第1章绪论

1.1课题研究的目的和意义

滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都与轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。

在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命与负载的方程式，称为L-P公式。伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于与连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。

1.2 国内疲劳试验台的现状

国内最早的疲劳寿命试验平台产品都是从前苏联引进，采用剖分式试验主体，在国内称之为第一种机型。经过改造，在我国重要的轴承试验台生产厂先后制造出了名为ZS系列的轴承寿命试验台，以满足当下我国轴承生产公司对轴承使用时间的要求，以此，同时为刚刚开始不久的我国轴承疲劳寿命试验累积了一定的试验参考依据。

第一个试验台机型结构包括径向加载油缸、轴、中承载体、2个端承载体和试验主轴。试验台的主要结构拼接后安装在主体被剖分了的底座内，试验主轴由联轴器和传动主轴连接，传动主轴的动力经过带轮靠电机带动变速传动。竖向和横向的施加载荷的油缸依次同手动加压缸结合，利用扭转促使手动加压缸活塞得到不一样的压力。这种试验台在我国使用比较广泛，为轴承制造业的进步发挥了很大的作用。

这种试验台的优点在于：容易保障试验精度，结构简单；传动结构是皮带传动，由带轮来改变速度，结构单一；加载是手动加压缸增加压力，能量消耗少；试验主轴和传动主轴由联轴器连接在一起，布局正当，容易获得高速转动，可是不好的地方：载荷和转速的调整，温度数据的采录和检测振动都是要人工操作，试验员工作量较大；传动结构的皮带易打滑易发热而造成危险；加压油缸在试验时容易泄露从而引起压力不足或发热引起压力变高时必须人为的更改，小轴承试验支撑之间的距离比较大，不能实现较大载荷实验。

1.3 我校实验室的试验台情况

之前设计的试验台如图1-1，这个试验台结构包括主实验结构、固定框架、径向加压结构和驱动电机，驱动电机安装在固定的机架下面，主结构安装于机架的上面。主实验结构由主轴、被测轴承和支撑轴承构成。支撑轴承安置在主轴的中心位置，试验轴承安置在主轴的一端，驱动电机由同步带带着主轴旋转，径向加载依靠液压泵提供载荷，安装在支架的底下。通过控制液压泵对被测轴承施加径向压力。这个试验台采用的是液压加载，有利于加载载荷大小的控制，主轴和电动机通过带传动，能够实现过载保护，主轴和被测轴承之间用锥形结构连接，一边实现轴承的快换。

图1-1滚动轴承试验台

1、驱动电机

2、同步带

3、主轴

4、支撑轴承的安装位

5、支撑轴承

6、支撑轴承的安装位

7、螺栓

8、轴套

9、温度传感器10、加速度传感器11、被测轴承座12、被测轴承13、锥型套14、轴承端盖15、固定框架16、液压缸17、上输油管18、下输油管19、二通阀20、压力表21、液压泵22、支撑轴承

图1-2试验台布局图

图 1-3 试验台受力图

如上图在实验的过程中，由于受力不平衡造成了一个弯矩使支撑轴承出现偏移，支撑轴承的外圈出现过度磨损。这可能是由于布局的不规范和设计的不合理导致试验台的寿命

过短，没有起到很大的实际作用，而且又要长时间的不间断工作，导致液压加载系统漏油，不能施加稳定的载荷，是实验的结果得不到很好的保证。

1.4 本文研究的内容

本文主要研究内容如下：

（1）研究并确定轴承试验台的总体设计思路。

（2）试验台结构设计：包括支撑轴承的选用，主轴设计、传动轴设计、带及带轮的设计并完成试验台的PRO/E三维造型。

（3）加载方式设计：确定施加载荷的形式、设计施加载荷方案、绘制原理图。

（4）建立主轴的力学模型，来校验试验台的设计是不是合理，满足设计的要求。

第2章试验台总体方案设计

滚动轴承试验台应该包括机械系统、传动系统、加载系统及辅助设备。机械系统由试验部分、支撑部分及传动部分组成。

2.1 轴承概况

滚动轴承通常包括外圈、内圈、滚动体及保持架。在特殊情况时，可以没有外圈和内圈，由其他相应的零部件替代。为了需要，有的轴承装有防尘套、安设调节用的紧定套和密封圈。

2.1.1 套圈

轴承的内圈一般装配在轴上，和轴一起转动。轴承外圈一般装在机壳或轴承座内起支撑作用，有些轴承是内圈固定起支撑作用，外圈转动。比如汽车轮毂轴承。如图2-1所示。

a)深沟球轴承内圈b)深沟球轴承外圈

图2-1 轴承内外圈

2.1.2 滚动体

滚动轴承中滚动体是绝对少不了的零件，只有通过滚动体才能形成滚动摩擦。滚动体的类型有圆柱滚子、钢球、圆锥滚子、滚针和球面滚子。圆柱滚子可以分为空心圆柱滚子、长圆柱滚子和端圆柱滚子；球面滚子可以分为非球面滚子和球面滚子。滚顶体是数量及体积能够影响到轴承的承载能力。图2-2是滚动轴承的滚动体。

a)钢球b)圆柱滚子和滚针

c)球面滚子d）圆锥滚子

图 2-2 滚动体

2.1.3 保持架

保持架的功用是将轴承里面的滚动体依次按比例的分离，使滚动体与内圈或外圈独立组成组合件，使滚动体在轨道上的运动时是正确的，能够提高轴承里面的润滑和载荷分配能力。附带保持架的轴承摩擦小，更多用于高速旋转的情况下。

保持架有两种，一种是实体保持架，另一种是冲压保持架。实体保持架通常用压铸、车制、注塑等方法制成。冲压保持架通过金属板材的冲压形成，结构有冠形、浪形、和窗形。

保持架的原料一般有铜铝合金、铸铁、钢和工程塑料等。图 2-3为普通滚动体保持架。

图 2-3 保持架

2.1.4 密封圈和防尘盖

密封圈的作用是将轴承内部和外界隔离开来，对滚动体、滚道和保持架形成封闭的环形罩。一部分可以装配在轴承的支撑部位上，另一部分固定在垫圈或套圈上，也可以直接装配在轴承上。

结构有两类，一类是接触式，另一类是非接触式密封。接触式密封的轴承和密封圈接触，封闭效果良好，但是摩擦力矩比较大，温度升高较快；非接触式密封采用的是小缝隙的封闭方式，摩擦小，因此温度升高较慢而且没有磨损，比较适合于高速转动。密封圈的取材一般为橡胶。

2.2 被测轴承的参数

被测轴承参数表如下表2-1所示。被测轴承模型如图2-4。

表2-1 6205滚动轴承参数表 内径

mm 外径 mm 宽度 mm 基本额定动

载荷KN /

基本额定静载荷KN / 最大工作转速min /r 25 52 15

14.0

7.88 12000

图 2-4 6205滚动轴承

2.3 实验室电机参数

实验室电机数据表如下表2-2所示。电机模型如图2-5。

表 2-2 Y 系列电动机技术数据 电动机型号

额定功率KW /

满载转速（min /r ） 堵转转矩 最大转矩 质量

kg / 额定转矩 额定转矩 同步转速3000r/min ，2极

Y80M1-2 0.75 2825

2.2 2.3 16

图 2-5 Y80M1-2电机

2.4 试验台方案设计及选用

轴承试验台的机械部分重要组成结构包括：试验台支架、加载结构、传动体系、实验主轴等其他辅助设备等。

轴承试验台方案一如下图2-6所示：

1、试验轴承

2、试验轴 2、支撑轴承 4、支撑轴承 5、联轴器 6、电机

图 2-6 试验台方案一

由图2-6 所示，试验台选用了卧式的布局，主轴由两个滚动轴承支撑，左端装上被测的实验轴承，右端与联轴器连接，联轴器和电机连接。主轴只做旋转运动，不直接加载任何压力，载荷加载在试验轴承的外圈上，试验轴承可以更换。动力由电机通过联轴器传递给主轴。加载方式通过杠杆施加径向载荷。

受力分析如下图2-7所示：试验主轴左端受向下的径向力，由两个支撑轴承提供两个相反的支反力。由于电机转动，试验主轴同时也受到由联轴器传过来的扭矩。通过分析可知，试验主轴受到的弯矩不平衡，试验主轴有向左下方倾斜的趋势，这不利于试验正常的运行，会缩短试验台的寿命，使试验结果得不到很好的保证，所以此方案不过合理。

图 2-7 试验主轴受力分析图

轴承试验台方案二如下图2-8所示：

图 2-8 试验台方案二

如上图所示，试验台采用的也是卧式结构，主要由试验部分和传动部分构成。试验主

轴被两个滚动轴承支撑，左右两端各装配了一个试验轴承。试验主轴和传动轴通过联轴器连接来传递运动，传动轴也由一对滚动轴承支撑着，中间通过键槽装配一个带轮，带轮经由皮带与电动机上的带轮相连，从而传递运动。试验主轴和传动轴没有直接施加任何压力，压力通过杠杆加载在试验轴承的外圈上，载荷为径向载荷，试验轴承能够替换。试验主轴受力如下图2-9所示：

图 2-9 试验主轴受力图

由上试验主轴受力图可知，试验主轴两端受到相同的向下的压力，中间由一对滚动轴承提供了两个支反力。试验主轴由于通过传动轴来获得动力，所以所受扭矩主要由传动轴来承受，试验主轴几乎不受任何扭矩影响。所以方案二的有点在于：试验主轴受力分布较合理，没有向任何方向倾斜的趋势，带轮传动能够起到良好的过载保护。

经过反复研究和讨论，选用第二类方案。PRO/E三维造型如下图2-10所示。

图 2-10 试验台传动结构模型

2.5 试验台的测试系统

试验台的测试结构由数据收集部分和数据分析部分组成。数据收集部分由加速传感器和温度传感器两部分构成；加速度传感器和温度传感器安装在试验轴承箱上，通过数据线将加速度传感器和温度传感器分别与加速度和温度数据采集系统相连接，通过数据线将加速度和温度数据采集系统和电脑计算机输入接口连接，从而获得加速度信号和温度信号。

2.6 加载结构的确定

滚动轴承试验台的实际要求是要完成在被试轴承施加径向压力4KN，径向压力的方向竖直向下，压力稳定不变。

试验台的加载种类有三种可以选择，分别是电加载、机械加载、和液压加载，一般都能满足试验要求，不一样的加载方法的好处和坏处不一样，性能要求也不一样，需要采取哪种加载方法必须根据实际的情况来抉择。

2.6.1 电加载

大多数情况下电加载的原理是电动机的旋转运动经过带轮传动或者齿轮传动等传到被试验轴承的表面，电加载的方式振动大，噪声大，试验的转速受到了约束并且可靠性不行。

现在的电加载形式主要是采用中频交流电来驱动试验主轴进行加载，这样电机轴就变成了一台转速高、功率大、刚度强、可靠度强、精度高中频电动机。电加载有下面一些优点：

（1）较高的转动速度

这样的电机轴转速可以达到每分钟十几万转，这个特点尤其明显。

（2）较高的传动精度

电机轴的传动精度高、噪声小，只是向试验主轴传输转矩，如果使用的是高弹性式联轴器，那么就能够消除试验主轴和电机轴之间同轴度误差和振动的互相传递带来的不好的影响。

（3）容易实现自动监控

利用计算机来控制电机的输出频率，可以使得电机轴的转速成为有节奏的周期性改

变。能够测试出电机轴的转动速度，向电机进行反馈以便保证电机轴转速和试验要求一样。

（4）较高的传动效率

电机轴和试验主轴的轴承连接或者是连接为一体，它们之间没有其他任何的装置能够消耗功率。

（5）安装比较方便

根据实际需求，一般将电机轴装成为立式或卧式或者和试验主轴连为一体。

电加载一般用在需要持续回转加载的情况下，它的不好在于加载结构的体积庞大，当给轴承试验台加载时电机处于堵转状态，由考虑电机的散热情况，这种加载方式不适合长期工作。

2.6.2 液压加载

液压加载的动力来源于电机，经过液压泵把机械能转化为压力。通过掌控各个阀门来掌管液压油的流动方向，从而来带动液压缸做出有区别的行程和不一样方向的运动，以便完成不同工作下的需要，液压加载有以下优点：

（1）可以随便设置试验轴承的速度特性，从而获得不同工作情况下的不同性能；

（2）液压系统的伺服刚度很大，在有很大的冲击或者后坐力的情况下，如果不使用液压系统，也许会造成是试验台结构的变形更厉害的会损坏。为了确保试验的不变性和安全性，有必要使用液压伺服系统；

（3）在恶劣的工作情况下，液压系统的真实性比较强；

（4）在一样的功率情况下，液压系统的体积小、重量轻。

液压系统的缺点：

（1）液压系统容易漏油，不能提供稳定不变的压力；

（2）液压系统的油液具有易燃性，容易引起安全问题；

（3）油液的粘度受温度影响较大，导致供油和运动速率不平稳。

依照本试验台的工作情况和需求，不适合采用液压加载方式。

2.6.3 杠杆加载

杠杆加载的长处：杠杆操操纵简单，能将载荷等比例增加且载荷值稳定不变，如果结构变形，载荷也可以保持恒定，特别是对于要施加长期载荷的试验，这种加载方式是很不

错的选择，尤其是集中应力。鉴于本实验台的工作情况和要求选择的加载方式为杠杆加载。加载原理示意图和模型图如下图2-11和图2-12

1、轴承加载套

2、被试轴承

3、杠杆机构

图2-11 加载结构

图2-12 加载结构模型图

2.7 总方案的模型图

最终设计方案模型如下图2-13

图 2-13 总方案设计模型图

2.8 本章小结

滚动轴承试验台关键部分有机械结构、传动结构、加载结构及辅助设备构成。本章重要介绍了轴承的种类、实验室电机参数、实验台方案的设定及测试体系、加载结构的选择，并画出了试验台、加载结构、总方案的PRO/E三维模型，最后确定了试验台的设计方案。

第3章 试验台的设计

滚动轴承试验台的机械部分由试验台支架、轴向加载装置、试验主轴、传动轴、电机、带轮等其他辅助设备。本章重要介绍了实验轴承相关参数的计算、支撑轴承的选用、试验主轴的设计及校核、联轴器的选择、传动轴的设计及校核、带及带轮的设计、加载装置的设计及机架的设计。

3.1 试验轴承相关参数的计算

试验轴承型号为6205的深沟球轴承，额定寿命计算公式：

ε)(6010610P C n L h

= （3-1）

公式中 h L 10——额定寿命（h ）；

C ——额定动载荷；

n ——轴承转速；

P ——当量动载荷； ε——寿命指数，球轴承3=ε。

轴承采用脂润滑，极限转速为n=12000~6000r/min ，取极限转速为12000r/min 被试轴承选取轴承的极限转速的40%~60%，选取极限转速的40%，所以试验轴承的转速为：

n=12000?40% r/min = 4800 r/min

由于h L 10计算比较麻烦，通常是在100~300小时范围内选择h L 10的值。轴承的内径大于60mm 时，选择较大的数值，当实验轴承的内径小于60mm 时，可以选择较小的或者中间的数值，所以选择h L 10=150 h 。

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

滚动轴承计算题

滚动轴承25题（当量动载荷、寿命计算等） 1．有一轴由一对角接触球轴承支承，如图所示。已知：齿轮的分度圆直径d =200mm ，作用在齿轮上的载荷为T F =1890N, =700N, =360N.轴承的内部轴向力S 与径向载荷的关系式为：S=T F 。求两轴承所承受的轴向载荷。 题1图 解：受力分析如图示。 题1答图 1 S 、2 S 方向如图示 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 2．如图所示，某轴用一对30307圆锥滚子轴承，轴承上所受的径向负荷R 1=2500N ，R 2=5000N ，作用在轴上的向外负荷F a1=400N,F a2=2400N 。轴在常温下工作，载荷平稳f P =1。试计算轴承当量动负载大小，并判断哪个轴承寿命短些（注：30307轴承的Y=,e=,S=R/(2Y);当A/R>e 时，X=,Y=；当A/R<=e 时，X=1,Y=0） 题2图 解：受力分析如图示。 题2答图 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 所以11 1 1 1 ()2500P N f P X R Y A = += 因为1P < 2P 所以轴承2寿命短些 3．某齿轮轴由一对30212/P6X 轴承支承，其径向载荷分别为1r F =5200N,2r F =3800N ，方向如图所示。取载荷系数f p =。试计算： 两轴承的当量动负荷P 1、P 2: 1）当该对轴承的预期寿命L h =18000h 时，齿轮轴所允许的最大工作转速N max = 附30212/P6X 轴承的有关参数如下： C r =59250N,e=,X=, Y=,S=Fr/(2Y)

题3图 解：受力分析如图示。 题3答图 （1）1 15200 152922 1.7 r N Y F S = = =? 1 S 、2 S 方向如图示 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 所以 11 1 1 1 () 1.252006240P N f P X R Y A = +=?= （2）6 ()6010t t h C n P f L ?= 4. 某轴两端各有一个30307轴承支撑，受力情况如图所示。已知：r F =2500N, a F =1000N,载荷系数p F =，试求： 1） 两轴承的当量载荷1P ,2P ； 2） 判别哪个轴承的寿命h L 较短，为什么 注：1）30307轴承，r C =39800N, e C =35200N,附加轴向力2R S Y =； 2） 题4图 解：受力分析如图示。 题4答图 （1）

滚动轴承的寿命计算

滚动轴承的寿命计算 1 基本额定寿命和基本额定动载荷 轴承中任一元件出现疲劳点蚀前的总转数或一定转速下工作的小时数称为轴承寿命。大量实验证明，在一批轴承中结构尺寸、材料及热处理、加工方法、使用条件完全相同的轴承寿命是相当离散的（图1是一组20套轴承寿命实验的结果），最长寿命是最短寿命的数十倍。对一具体轴承很难确切预知其寿命，但对一批轴承用数理统计方法可以求出其寿命概率分布规律。轴承的寿命不能以一批中最长或最短的寿命做基准，标准中规定对于一般使用的机器，以90%的轴承不发生破坏的寿命作为基准。 （1）基本额定寿命 一批相同的轴承中90%的轴承在疲劳点蚀前能够达到或 超过的总转数r L （610转为单位）或在一定转速下工作的小时数()h h L 。 图1 轴承寿命试验结果 可靠度要求超过90%，或改变轴承材料性能和运转条件时，可以对基本额定寿命进行修正。 （2）基本额定动载荷 滚动轴承标准中规定，基本额定寿命为一百万转 时，轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，用字母C 表示，即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作一百万转而不发生点蚀失效的概率为90%。基本额定动载荷是衡量轴承抵抗点蚀能力的一个表征值，其值越大，轴承抗疲劳点蚀能力越强。基本额定动载荷又有径向基本额定动载荷（r C ）和轴向基本额定

动载荷（a C ）之分。径向基本动载荷对向心轴承（角接触轴承除外）是指径向载荷，对角接触轴承指轴承套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量。对推力轴承指中心轴向载荷。 轴承的基本额定动载荷的大小与轴承的类型、结构、尺寸大小及材料等有关，可以从手册或轴承产品样本中直接查出数值。 2 当量动载荷 轴承的基本额定动载荷C （r C 和a C ）是在一定条件下确定的。对同时承受径向载荷和轴向载荷作用的轴承进行寿命计算时，需要把实际载荷折算为与基本额定动载荷条件相一致的一种假想载荷，此假想载荷称为当量动载荷，用字母P 表示。 当量动载荷P 的计算方法如下： 同时承受径向载荷r F 和轴向载荷a F 的轴承 ()P r a P f XF YF =+ （1） 受纯径向载荷r F 的轴承（如N 、NA 类轴承） P r P f F = （2） 受纯轴向载荷a F 的轴承（如5类、8类轴承） P a P f F = （3） 式中：X ——径向动载荷系数，查表1； Y ——轴向动载荷系数，查表1； P f 冲击载荷系数，见表2。 载荷系数P f 是考虑了机械工作时轴承上的载荷由于机器的惯性、零件的误差、轴或轴承座变形而产生的附加力和冲击力，考虑这些影响因素，对理论当量动载荷加以修正。 表中e 是判断系数。0/a r F C 为相对轴向载荷，它反映轴向载荷的相对大小，其中0r C 是轴承的径向基本额定载荷。表中未列出0/a r F C 的中间值，可按线性插值法求出相对应的e 、Y 值。

轴承使用寿命

一、轴承寿命的基本概念 根据最新的滚动轴承疲劳寿命理论，一只设计优秀、材质卓越、制造精良而且安装正确的轴承，只要其承受的负荷足够轻松（不大于该轴承相应的某个持久性极限负荷值），则这个轴承的材料将永远不会产生疲劳损坏。因此，只要轴承的工作环境温度适宜而且变化幅度不大，绝对无固体尘埃、有害气体和水分侵入轴承，轴承的润滑充分而又恰到好处，润滑剂绝对纯正而无杂质，并且不会老化变质……，则这个轴承将会无限期地运转下去。 这个理论的重大意义不仅在于它提供了一个比ISO寿命方程更为可靠的预测现代轴承寿命的工具，而且在于它展示了所有滚动轴承的疲劳寿命都有着可观的开发潜力，并展示了开发这种潜力的途径，因而对轴承产品的开发、质量管理和应用技术有着深远的影响。 但是，轴承的无限只有在实验室的条件下才有可能“实现”，而这样的条件对于在一定工况下现场使用的轴承来说，既难办到也太昂贵。 现场使用轴承，其工作负荷往往大于其相应的疲劳持久性极限负荷，在工作到一定的期限后，或晚或早总会由于本身材料达致电疲劳极限，产生疲劳剥落而无法继续使用。即使某些轴承的工作负荷低于其相应的持久性极限负荷，也会由于难以根绝的轴承污染问题而发生磨损失效。总之，现场使用中的轴承或多或少总不能充分具备上述实验室所具备的那些条件，而其中任一条件稍有不足，都会缩短轴承的可用期限，这就产生了轴承的寿命问题。

一般地说，滚动轴承的寿命是指滚动轴承在实际的服务条件下（包括工作条件、环境条件和维护和保养条件等），能持续保持满足主动要求的工作性能和工作精度的特长服务期限。 二、可计算的轴承寿命类别 滚动轴承的失效形式多种多样，但其中多数失效形式迄今尚无可用的寿命计算方法，只有疲劳寿命、磨损寿命、润滑寿命和微动寿命可以通过计算的方法定量地加以评估。 1、疲劳寿命在润滑充分而其他使用条件正常的情况下，滚动轴承常因疲劳剥落而失效，其期限疲劳寿命可以样本查得有关数据，按规定的公式和计算程序以一定的可靠性计算出来。 2、磨损寿命机床主轴承取大直径以保证其高刚度，所配轴承的尺寸相应也大，在其远末达到疲劳极限之前，常因磨损而丧失要精度以致无法继续使用，对这类轴承必须用磨损寿命来徇其可能性的服务期限。实际上，现场使用的轴承大多因过度磨损而失效，所以也必须考虑磨损寿命问题。 3、润滑寿命主要对于双面带密封的脂润滑轴承，一次填脂以后不再补充加脂，此时轴承有寿命便取决于滚脂的使用寿命。 4、微动磨蚀寿命绞车、悬臂式起微型重机和齿轮变速箱以及汽车离合器等机构中的轴承，在其非运转状态下受到振动负荷所产生的微动磨蚀损伤。往往会发展成轴承失效的主导原因，对这类机构中的轴承，有时需要计算其微动磨蚀寿命。

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计

第1章绪论 1.1课题研究的目的和意义 滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都及轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。 在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命及负载的方程式，称为L-P公式。伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于及连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。

滚动轴承习题及答案

滚动轴承 一、选择题 11-1．滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示_______。 A．轴承的类型、结构和尺寸 B. 轴承组件 C．轴承内部结构变化和轴承公差等级 D. 轴承游隙和配置 11-2．滚动轴承的类型代号由________表示。 A．数字B．数字或字母 C. 字母 D. 数字加字母 11-3．________只能承受径向载荷。 A．深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆锥滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承 11-4．________ 只能承受轴向载荷。 A．圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心滚子轴承 11-5．________ 不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A. 深沟球轴承 B. 角接触球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心球轴承 11-6．角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角α的增大而________。 A．增大 B.减小 C．不变D．不定 11-7．有a）7230C和b）7230AC两种滚动轴承，在相等的径向载荷作用下，它们的派生轴向力Sa和Sb相比较，应是________。 A．Sa ＞Sb B．Sa = Sb C．Sa ＜Sb D．大小不能确定 11-8．若转轴在载荷作用下弯曲变形较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为________的轴承。 A．1或2 B．3或7 C．N或NU D．6或NA 11-9．一根用来传递转矩的长轴，采用三个固定在水泥基础上支点支承，各支点应选用的轴承类型为________。 A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心滚子轴承 11-10．跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用________ 。

滚动轴承的选择及校核计算

滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命 16×365×8=48720小时 1、计算输入轴承 （1）已知nⅡ=458.2r/min 两轴承径向反力：F R1=F R2=500.2N 初先两轴承为角接触球轴承7206AC型 根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力 F S=0.63F R则F S1=F S2=0.63F R1=315.1N (2) ∵F S1+Fa=F S2 Fa=0 故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端 F A1=F S1=315.1N F A2=F S2=315.1N (3)求系数x、y F A1/F R1=315.1N/500.2N=0.63 F A2/F R2=315.1N/500.2N=0.63 根据课本P263表（11-8）得e=0.68 F A1/F R1

根据手册得7206AC型的Cr=23000N 由课本P264（11-10c）式得 L H=16670/n(f t Cr/P)ε =16670/458.2×(1×23000/750.3)3 =1047500h>48720h ∴预期寿命足够 2、计算输出轴承 (1)已知nⅢ=76.4r/min Fa=0 F R=F AZ=903.35N 试选7207AC型角接触球轴承 根据课本P265表（11-12）得F S=0.063F R,则 F S1=F S2=0.63F R=0.63×903.35=569.1N (2)计算轴向载荷F A1、F A2 ∵F S1+Fa=F S2 Fa=0 ∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端 两轴承轴向载荷：F A1=F A2=F S1=569.1N (3)求系数x、y F A1/F R1=569.1/903.35=0.63 F A2/F R2=569.1/930.35=0.63 根据课本P263表（11-8）得：e=0.68 ∵F A1/F R1

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

滚动轴承复习题综述

滚动轴承复习题 简答题 1.问：滚动轴承由哪几个基本部分组成？ 答：由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。滚动体是滚动轴承中的核心元件，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。 2.问：常用的滚动体有哪些？ 答：滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种。 3.问：保持架的主要作用是什么？ 答：保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体，使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。如果没有保持架，则相邻滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起磨损。 4.问：按轴承所承受的外载荷不同，滚动轴承可以分为哪几种？ 答：可以概况地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。 5.问：常用滚动轴承的类型有哪些？ 答：调心球轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、大锥角圆锥滚子轴承、推力球轴承、双向推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、外圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈有单挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承、带顶丝外球面球轴承等。6.问：选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些？ 答：1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。 7.问：什么是轴承的寿命？

答：单个轴承，其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数称为轴承的寿命。由于制造精度、材料的均质程度等的差异，即使是同样的材料、同样尺寸以及同一批生产出来的轴承，在完全相同的条件下工作，它们的寿命也会极不相同。 8.问：滚动轴承的失效形式主要有哪几种？ 答：主要有：点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损、锈蚀、轴承烧伤等。 9.问：什么是轴承的基本额定寿命？ 答：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀破坏前的的转数（以百万转为单位）或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做基本额定寿命，以L10表示。 10.问：什么是轴承的基本额定动载荷？ 答：使轴承的基本额定寿命恰好为一百万转时，轴承所能承受的载荷值，称为轴承的基本额定动载荷，用C表示。对向心轴承，指的是纯径向载荷，用Cr表示；对推力轴承，指的是纯轴向载荷，用Ca表示。 11.问：什么是轴承的当量动载荷？ 答：滚动轴承若同时承受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时在相同条件下比较，在进行寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷，用P表示。 12.问：滚动轴承为什么要进行静载荷计算？ 答：静载荷是指轴承套圈相对转速为零或相对转速极度低时，作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在静载荷下产生过大的接触应力和永久变形，需进行静载荷计算。 13.问：滚动轴承寿命计算式中，为什么球轴承的ε值低于滚子轴承的ε值？ 答：因为滚子轴承理论上为线接触，而球轴承为点接触，前者承载能力较高，故ε值较大，轴承寿命较高。

滚动轴承地寿命计算

滚动轴承的寿命计算 一、基本额定寿命和基本额定动载荷 1、基本额定寿命L10 轴承寿命：单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下，各个轴承的寿命有很大的离散性，所以，用数理统计的办法来处理。 基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以106为单位）或一定转速下的工作时数。（失效概率10%）。 2、基本额定动载荷C 轴承的基本额定寿命L10=1（106转）时，轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。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%。 基本额定动载荷C （1）向心轴承的C是纯径向载荷； （2）推力轴承的C是纯轴向载荷； （3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。 二、滚动轴承的当量动载荷P 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，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、滚针轴承）P=F 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= F a 3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F a X——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见下表。 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数

表12－3 考虑冲击、振动等动载荷的影响，使轴承寿命降低，引入载荷系数fp—见下表。载荷系数fp 表12－4

轴承疲劳寿命3

河南科技大学 实习报告 (3) 学院_______________ 专业班级_______________ 学生姓名_______________ 指导教师_______________ ______学年第______学期

【实验名称】：滚动轴承疲劳寿命试验 【实验目的】：1、滚动轴承的疲劳寿命是轴承的一个非常重要的质量指标； 2、通过实验和现场收集有价值的数据； 3、目前，随着经济全球化，资源本地化的加剧，为了满足轴承制造商和轴承大用户对提高轴承综合质量的要求，我国轴承行业必须对轴承寿命激发试验做更多的尝试。 【实验设备】：ABLT-1A轴承寿命试验机该仪器主要用于滚动轴承疲劳寿命强化（快速）试验。由试验头、试验头座、传动系统、加载系统、润滑系统、计算机控制系统等组成。试验轴承类型：球轴承和滚子轴承 试验轴承内径：10~60mm 试验轴承转速：1000~10000r/min 最大径向加载：100KN 最大轴向加载：50KN 【实验原理和方法】：轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式： L10=(f t*C/P)ε或 L h=(106/60*n)* (f t*C/P)ε 式中： L10──基本额定寿命（106转）； L h──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；f t──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；ε──寿命指数（球轴承ε=3 ，滚子轴承ε=10/3 ）。 6308实验条件的确定： 额定动载荷Cr=22200N； 取当量动载荷P=6720N； 极限转速n l=14000r/min； 取实验转速n=6000r/min； 基本额定寿命：L10=(106/60*n)*(C/P)ε=100h（球轴承ε=3） 试验结果计算： 按GB/T24607-2009 按检验水平2，实验套数E=8 为布尔分布斜率：b=1.5 设K=1.4 L=K*L10b/0.10536=1.4*1001.5/0.10536=13288 T1i=(L/E)*U a=（13288/8）U a=2674 T0=1941.5=2702 T0=2702> T1i=2674 符合达到K=1.4要求，所以轴承做实验要转够194个小时。 根据GB/T24607-2009合格评定8.4.2L10t/L10h>=Z， （球轴承Z，=1.4）即为合格 【实验步骤】：1、实验分两组进行，1#～4#为第一组，5#～8#为第二组； 2、使用钢笔蘸王水溶液分别给八套轴承编上1～8等号码； 3、将编号的轴承利用工具装入工装内，再将工装装入轴承试验机内； 4、每个试验机内部可以装入四套轴承，其中两套作为对比轴承，工作环境稍好于另外两套； 5、检查一下机器是否有异常，如果无，打开试验机，开始试验，知道轴承损坏或者转够了194个小时时才停止； 6、利用计算机每隔一定的时间记录实验数据，判定轴承寿命是否具有可靠性；

SKF轴承寿命载荷定义与计算

如需估计轴承的预期寿命，您可以使用基本额定寿命，L10，或SKF 额定寿命，L10m。 如果您对与润滑和污染相关的工况有经验并且知道您所处的工作条件不会对轴承的寿命产生剧烈的影响，请使用基本额定寿命计算法；不然，SKF 推荐使用SKF 额定寿命。 轴承寿命定义 轴承寿命的定义是，在内圈或外圈滚动体或滚道首次出现金属疲劳（剥落）迹象之前，轴承以一定速度运行所能够达到的旋转次数或（工作小时数）。 在相同的工况下，对外表看起来相同的轴承进行试验，结果在周期数以及导致金属疲劳所需时间上产生了巨大差异。因此，基于滚动接触疲劳（RCF）估计的轴承寿命不够精确，因此需要使用统计方法来确定轴承尺寸。 基本额定寿命，L10是基于某一足够大数量表面上完全相同的轴承在相同的工况下运行，其中90% 能够达到或超过的疲劳寿命。 如需用此处给出的定义确定相关的轴承尺寸，请根据之前可用的尺寸标注经验，将计算出的额定寿命与轴承应用的预期服务寿命进行对比。否则，请使用表 1和 表 2中列出的有关不同轴承应用约定寿命的指南。 鉴于轴承疲劳寿命的统计分布，只要特定轴承失效概率的确定与相似条件下运行的一组轴承相关，单个轴承可观察到的失效时间就可根据其额定寿命进行评估。 在各种应用中，对轴承失效进行的众多调查已确认，基于90% 可靠性的设计准则和采用动态安全系数，可以设计出可避免典型疲劳失效的、坚固耐用的轴承解决方案。 基本额定寿命 如果您只考虑载荷和速度，您可以使用基本额定寿命，L10。 轴承的基本额定寿命按ISO 281 标准表示为 进行计算 如果速度保持不变，最好用工作小时计算寿命值，可通过以下公式获得

滚动轴承习题28289

第16章滚动轴承 一、选择题 [1]在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为（）。 A、10% B、80% C、90% D、99% [2]型号为6310的滚动轴承，其类型名称为（） A、深沟球轴承 B、调心球轴承 C、滚针轴承 D、圆锥滚子轴承 [3]一般来说，（）更能承受冲击。 A、滚子轴承 B、球轴承 [4]在轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量动载荷指的是轴承所受的（）。 A、与径向载荷和轴向载荷等效的假想载荷 B、径向载荷和轴向载荷的代数和 C、径向载荷 D、轴向载荷 [5]某轴承的基本额定动载荷下工作了106转时，其失效概率为（）。 A、90% B、10% C、50% D、60% [6]滚动轴承的公差等级代号中，（）级代号可省略不写。 A、2 B、0 C、6 D、5 [7]内部轴向力能使得内、外圈产生（）。 A、分离的趋势 B、接合更紧的趋势 C、转动的趋势 [8]从经济观点考虑，只要能满足使用要求，应尽量选用（）轴承。 A、球 B、圆柱 C、圆锥滚子 D、角接触 [9]只能承受轴向载荷而不能承受径向载荷的滚动轴承是（）。 A、深沟球轴承 B、推力球轴承 C、圆锥滚子轴承 D、圆柱滚子轴承 [10]一般转速的滚动轴承，其主要失效形式是疲劳点蚀，因此应进行轴承的（）。 A、寿命计算 B、静强度计算 C、硬度计算 D、应力计算 [11]当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用（）。 A、深沟球轴承 B、圆锥滚子轴承 C、角接触球轴承 [12]滚动轴承62312中轴承的内径为（） A、12㎜ B、60㎜ C、23㎜ [13]代号为（）的轴承，能很好的承受径向载荷和轴向载荷的综合作用。 A、30210 B、6210 C、N1010 D、22210 [14]下列滚动轴承密封装置（）是属于接触式密封。 A、毡圈密封 B、缝隙密封 [15]轴承在基本额定动载荷作用下，运转106转时，发生疲劳点蚀的概率为（）。 A、10% B、50% C、70% D、90% [16]滚动轴承的额定寿命是指（）。 A、在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命 B、在标准试验载荷作用下，轴承所能达到的寿命 C、在一批同型号、同尺寸的轴承进行寿命试验中，95%的轴承所能达到的寿命 D、在一批同型号、同尺寸的轴承进行寿命试验中，破坏率达到10%时所对应的寿命 [17]滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示（）。

滚动轴承计算题(30题)

滚动轴承30题（当量动载荷、寿命计算等） 1．有一轴由一对角接触球轴承支承，如图所示。已知：齿轮的分度圆直径d =200mm ，作用在齿轮上的载荷为T F =1890N, =700N, =360N.轴承的部轴向力S 与径向载荷的关系式为：S=0.4T F 。求两轴承所承受的轴向载荷。 题1图 解：受力分析如图示。 2V 题1答图 1150100 300 700150360100470300 r A v N F F R ?+?= ?+?== 21700470230v r v N R F R =-=-= 2111 189094522 H H r N R R F == =?= 1R = 2R = 1 10.4S R = 220.4S R = 1 S 、2S 方向如图示 1 2400360782A N S S F +=+=> 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

1 21 1422,782A N N S S A A F ===+= 2．如图所示，某轴用一对30307圆锥滚子轴承，轴承上所受的径向负荷R 1=2500N ，R 2=5000N ，作用在轴上的向外负荷F a1=400N,F a2=2400N 。轴在常温下工作，载荷平稳f P =1。试计算轴承当量动负载大小，并判断哪个轴承寿命短些？（注：30307轴承的Y=1.6,e=0.37,S=R/(2Y);当A/R>e 时，X=0.4,Y=1.6；当A/R<=e 时，X=1,Y=0） 题2图 解：受力分析如图示。 题2答图 1 1250078122 1.6N Y R S = = =? 225000 156322 1.6 N Y R S ===? 2 1 1 278124004002781a a N S S F F +-=+-=> 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 1 1211 1781,2781a a N N S S A A F F ===+-= 11 781 0.312500 e A R = =< 22 2781 0.565000 e A R = =< 所以 1 1 1 1 1 ()2500P N f P X R Y A = += 2 2 2 2 2 ()6450P N f P X R Y A = += 因为1P < 2P 所以轴承2寿命短些

简析滚动轴承的疲劳寿命

安昂商城 简析滚动轴承的疲劳寿命 轴承疲劳寿命是指，在一定技术状态下的滚动轴承，在主机的实际使用状态下运转，直至滚动表面发生疲劳剥落而不能满足主机要求时的轴承内，外圈（轴、座圈）相对旋转次数的总值总转数。当轴承转速大致恒定或已成为已知，疲劳寿命可用与总转数相应的运转总小时数来表示，此外，还应注意： 1)、影响滚动轴承疲劳寿命的因素非常多，无法全部加以估计或通过标准试验条件而加以消除，这造成轴承实际疲劳寿命有很大的离散性，因此轴承疲劳寿命的计算与试验是以数理统计学和概率论为基础的。最常用的滚动轴承疲劳寿命的表达参数为额定寿命L10，在ISO推荐标准R281中L10的涵义明确规定如下：“数量上足够多的相同的一批轴承，其额定寿命L10用转数（或在转速不变时用小时数）来表示，改批轴承中有90%在疲劳剥落发生前能达到或超过此转数（或小时数）”。迄今为止，世界各国都遵从上述规定。 在美国等一些国家中，还采用中值寿命的概念。中值寿命Lm是指一批相同轴承的中值寿命，即指其中50%的轴承在疲劳剥落前能够达到或超过的总转数，或在一定转速下的工作小时数。中值寿命Lm，不是一批轴承寿命的算术平均值。一般中值寿命Lm是额定寿命的5倍左右。 2)、额定寿命的概念值使用于数量足够的一批滚动轴承，而不适用于个别滚动轴承。例如有40套6204轴承按其使用条件算的其额寿命为1000h，其实际意义是在这批轴承中大体上可能有90%，即36套的实际运转寿命将超过1000h即出现疲劳，但不能个别地指出究竟是哪只轴承的疲劳寿命将低于1000h。事实上，由于轴承设计、制造、材质以及应用技术的不断进步，一些厂家轴承产品的实际使用寿命大多略高于甚至成倍地高于按标准方法计算出的额定寿命。 3)、对于实际使用中并非由于疲劳失效的轴承，额定疲劳寿命的意义就代表这批滚动轴承在正常发挥其材料潜力时可期望的寿命。因此在大多数情况下，用户在选择滚动轴承时仍先作疲劳寿命计算，再根据实际失效类别进行校核，例如磨损寿命校核，取计算结果中较小值为滚动轴承计算寿命。

影响滚动轴承寿命的原因分析

影响滚动轴承寿命的原因分析 滚动轴承各种故障类型的百分率为润滑与装配占70%，轴承故障20%是由定位或外部因素引起的，10%由于轴承已达到疲劳极限或设计寿命。 滚动轴承故障通常认为主要是由以下一种或几种原因引起的： 1.润滑类型 轴承的润滑有润滑油润滑和润滑脂润滑，润滑脂呈固体或半流体状，流动性较差，适用于低速转动的轴承，托辊用轴承一般用润滑脂润滑，润滑油润滑适用于高速转动的轴承，但需要经常供油，密封要求较严，油润滑对轴承能起到冷却作用。 2.轴承内缺少润滑脂 所用润滑脂种类不符合要求，润滑脂中落入异物而污染，是引起轴承发热的主要原因，只要严格按照要求为轴承加润滑脂即可。 3.轴承内润滑脂过多 托辊在装配时，轴承的空隙、密封圈的空隙等均不能加满润滑脂。日本几个输送机公司加润滑脂的量如下： （1）部机械工业（株）的托辊 图1 （2）富士输送机（株）的托辊

图2 （3）普利斯通公司设计由旭精工（株）制造的托辊 图3 由以上可见托辊轴承处的充油量应为其空隙的40%左右为宜。 4.外界环境温度的影响 在夏季或设备本身位于热源附近，其温度超过轴承的工作温度，轴承则容易发热，此时可采取降温、加速散热等措施。 5.轴承游隙过小 由于制造或安装时过盈量过大等原因造成轴承径向游隙过小，从而引起轴承的滚动体与滑道的摩擦发热。因此轴承要保证一定的间隙，一般此值为轴承内径尺寸的1/2000至1/1000之间（托辊用轴承为大游隙轴承），且在安装时选择适当的过盈量。 6.设备振动

设备振动引起轴承发热，应采取措施消除振动。 7.轴承内圈转动 轴承内圈与轴径配合不合理，对尺寸较小的轴径可采用先堆焊后车削的方法使之达到配合尺寸；对大型的旋转轴就要采取刷镀、喷涂等方法进行处理。 8.轴承外圈转动 （1）对于小型整体式轴承座，如电机端盖上的轴承座，可用羊冲在轴承座内圆面上冲出数个麻点，越多越好，再重新装配可有效的防止外圈转动。 （2）对于较大的上、下分离型的轴承座，可采用压间隙法，再垫以适当厚度的铜皮解决。如图4所示，假如图中轴承外圈转动，将轴承上盖拆下，在上下 盖结合面a 、b 处，轴承顶圆c 处分别放上直径为φ5mm 左右的铅丝(可用细铅丝拧成几股)，用正常扭矩将上盖用螺栓拧紧；再拆下上盖，取出a 、b 、c 三处被压扁的铅丝，用0～25mm 千分尺分别测出a 、b 、c 三点铅丝的厚度Ha 、Hb 、Hc ，那么在轴承顶圆与轴承上盖之间所垫铜皮厚度为：2/)(b a c H H H H +-=。要注意铜皮宽度应略窄于轴承宽度，长度约为轴承外圆周长的l ／4，如此可有效防止轴承外圈转动。 图4 轴承座压间隙法

轴承寿命试验

实验一：滚动轴承疲劳寿命 一、实验目的 1.了解影响轴疲劳承寿命的影响因素 2.了解实验的原理及试验方法 二、实验设备 ABLT-1A型轴承寿命强化试验机 三、实验原理及方法 ABLT-1A型轴承寿命强化试验机适用于内径为10-60mm的滚动轴承寿命强化实验。该试验机主要由实验头、实验头座、传动系统、加载系统、润滑系统、电器控制系统、计算机监控系 统等部分组成。实验头装在实验头座内。传动系统传递电机的运动，使试验轴按一定转速旋转。加载系统提供试验所需的的

载荷。润滑系统使实验轴承在正常情况下充分润滑进行实验。电气控制系统提供电气和动力保护，控制电机和液压油缸等的动作。计算机记录试验温度和振动信息，监控机器的运行情况。强化是在保持滚动轴承接触疲劳失效机理一致的前提下被实验的轴承上所加的当量动载荷应接近或达到额定动载荷C的一半，以达到缩短试验周期的目的。 实验轴承外圈温度自动显示，试验时间自动累计显示，疲劳剥落自动停机，用工控机将实验结果每隔一定时间将寿命实验通过时间、振动、温度自动打印一份。 主要技术指标： 实验轴承类型：深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承、汽车水泵轴连轴承和汽车轮毂轴承。实验轴承内径：Φ10-60mm 实验轴承数量：2-4套 最大径向载荷：25KN/100KN 最大轴向载荷：50KN 试验轴承转速：1000-10000r/min（有级可调） 供电电源：380v 50hz 三相 功率：约4.5KW 环境温度：5-40 ℃ 四、实验步骤

1.在同一批同型号经检验合格的的产品中随机轴承实验样品在同一批同型号经检验合格的的产品中随机轴承实验样品，每批轴承必须在同一结构的试验机，在相同实验条件下进行试验。 2.在样品内外套圈非基准端面上逐套编号。 3.试验主体组装：试验主体是指主轴，承载体，左右衬套，左右法兰盘，拆卸环，左右锁紧螺母，承载轴承实验轴承等。各零部件要清洗干净。严格按照标准和图样要求组装。 4.在压装轴承时只允许内圈受力，压装后手感检查每套轴承是否旋转灵活。试验主体与机身组装后，用手转动主轴无障碍、无异常。检查各系统（载荷传递、润滑、电气、控制、检测等），使功能正常,安全可靠。 5.采用油润滑实验时，实验轴承外圈温度不允许超过95℃；采用脂润滑时，实验轴承温度不允许超过80℃。 6.寿命试验连续运转，要随时对载荷、转速、油压、振动、噪声、温度等进行监控，每两小时记录一次实验轴承外圈温度，作为实验通过时间的依据。除自动检测外，还要随时用听诊器监听轴承噪音变化，判断轴承运转情况，若有异常情况，立即停机检查处理。 7.试验结束后，有关检测记录、实验报告、实验记录等有关资料保持其原始面目，并妥善保管。试验后典型失效样品送有关部门进行失效分析，其余防锈保存。 五、实验报告

轧钢机轴承寿命的提高

轧机轴承寿命的提高 一、轧机轴承特点 滚子与滚道为线接触或修下线接触，径向承载能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷。 摩擦系数小，适合高速，极限转速接近深沟球轴承。 可轴向移动，能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化，可作自由端支承 使用。 对轴或座孔的加工要求较高，轴承安装后外圈轴线相对偏斜要严加控制，以免造成接触应力 集中。 内圈或外圈可分离，便于安装和拆卸。 钢板冲压保持架、对高速轴承或要求运转平稳的轴承，则用实体保持架。根据使用场合和用户要求，也可设计和提供带玻璃纤维增强塑料制保持架。 二轧机轴承的保养、检修和异常处理 为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，须保养、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。 保养最好相应机械运转条件的作业标准，定期进行。内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查。 作为运转中的检修事项，有轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等等。 三影响轧机轴承寿命的因素及其控制 1 影响轴承寿命的材料因素 滚动轴承的早期失效形式，主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳，在正常条件下主要是接触疲劳。轴承零件的失效除了服役条件之外，主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。 1．1淬火钢中的马氏体 高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量，明显影响钢

的力学性能。强度、韧性在0.5％左右，接触疲劳寿命在0.55％左右，抗压溃能力在0.42％左右，当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5％~0.56％时，可以获得抗失效能力最强的综合力 学性能。 应该指出，在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体，测得的含碳量是平均含碳量。实际 上，马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的，靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分，因而它们开始发生马氏体转变的温度不同，从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。 它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹，而且其亚结构为强度与韧性均高的位错型板条 状马氏体。因此，只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。 1．2淬火钢中的残留奥氏体 高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％~20％Ar（残留奥氏体）。轴承零件中的Ar有利也有弊，为了兴利除弊，Ar含量应适当。由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关，它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量，较难正确反映Ar量对力学性能的影响。为此，固定奥氏条件，利用奥氏体体化热稳定化处理工艺，以获得不同Ar量，在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。随着奥氏体含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之而增加，达到峰值后又随之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出现在17％Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9％左右。当试验载荷减小时，因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大，而增韧的作用则比较明显。原因是载荷较小时，Ar发生少量变形，既消减了应力峰，又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。但如载荷大时，Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低。应该指出，Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下，如果自发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。