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滚动轴承寿命计算一、额定寿命与额定动载荷1、轴承寿命在一定载荷作用下，轴承在出现点蚀前所经历的转数或小时数，称为轴承寿命。
由于制造精度，材料均匀程度的差异，即使是同样材料，同样尺寸的同一批轴承，在同样的工作条件下使用，其寿命长短也不相同。
若以统计寿命为1单位，最长的相对寿命为4单位，最短的为0.1-0.2单位，最长与最短寿命之比为20-40倍。
为确定轴承寿命的标准，把轴承寿命与可靠性联系起来。
2、额定寿命同样规格（型号、材料、工艺）的一批轴承，在同样的工作条件下使用，90%的轴承不产生点蚀，所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。
3、基本额定动载荷为比较轴承抗点蚀的承载能力，规定轴承的额定寿命为一百万转（106）时，所能承受的最大载荷为基本额定动载荷，以C表示。
也就是轴承在额定动载荷C作用下，这种轴承工作一百万转（106）而不发生点蚀失效的可靠度为90%，C越大承载能力越高。
对于基本额定动载荷（1）向心轴承是指纯径向载荷（2）推力球轴承是指纯轴向载荷（3）向心推力轴承是指产生纯径向位移得径向分量二、轴承寿命的计算公式：洛阳轴承厂以208轴承为对象，进行大量的试验研究，建立了载荷与寿命的数字关系式和曲线。
式中：--轴承载荷为P时，所具有的基本额定寿命(106转)L10C--基本额定动载荷 Nε--指数对球轴承：ε=3对滚子轴承：ε=10/3P--当量动载荷(N)把在实际条件下轴承上所承受的载荷: A、R ,转化为实验条件下的载荷称为当量动载荷，对轴承元件来讲这个载荷是变动的，实验研究时，轴承寿命用106转为单位比较方便(记数器)，但在实际生产中一般寿命用小时表示，为此须进行转换L10×106=Lh×60n所以滚动轴承寿命计算分为：1、已知轴承型号、载荷与轴的转速，计算Lh；2、已知载荷、转速与预期寿命，计算C ，选取轴承型号。
通常取机器的中修或大修界限为轴承的设计寿命，一般取L h '=5000，对于高温下工作的轴承应引入温度系数ftCt=ftC上两式变为：对于向心轴承对于推力轴承三、当量动载荷P的计算在实际生产中轴承的工作条件是多种多样的，为此，要把实际工作条件下的载荷折算为假想寿命相同的实验载荷--当量载荷。
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。
滚动轴承寿命计算公式滚动轴承寿命计算是判断滚动轴承寿命的重要方法，它是基于滚动轴承的结构及使用条件进行分析，通过考虑滚动接触应力、脂润滑条件等因素，计算出滚动轴承的寿命。
滚动轴承寿命计算公式是基于ISO标准的经验公式，其中最常使用的是基本额定寿命公式。
滚动轴承的基本额定寿命(L10)是指在相同条件下，有10%的轴承在寿命前失效。
滚动轴承寿命分为疲劳寿命和表面疲劳寿命，其中疲劳寿命是指由于滚动和滑动过程中产生的疲劳损伤导致的寿命。
表面疲劳寿命是指由外在原因（如进入外来颗粒等）引起的表面大片剥落，导致轴承失效的寿命。
滚动轴承的基本额定寿命(L10)的计算公式如下：L10 = (C/P)^3 × (1000000/60)其中，C为基本动载荷，P为等效动载荷。
基本动载荷(C)是滚动轴承能够承受的最大载荷。
它由制造商提供，根据ISO标准进行计算。
等效动载荷(P)是指滚动轴承在使用过程中的实际载荷，它考虑了滚动轴承的载荷分布及轴承的轴向受力情况。
在实际应用中，滚动轴承的使用条件可能会发生变化，例如工作温度、转速、润滑条件等。
考虑到这些因素对寿命的影响，可以使用修正系数进行修正。
其中，温度修正系数(a1)、转速修正系数(a2)和脂润滑修正系数(a3)是常见的修正系数。
它们表示滚动轴承在不同工况下寿命与基本额定寿命之间的比值。
修正后的寿命(L)可以根据以下公式计算：L = L10 × a1 × a2 × a3同时，还有其他一些公式可以用于计算滚动轴承的寿命，例如基本动载荷的计算公式和等效载荷的计算公式。
这些公式可以根据具体的应用要求和实际情况进行选择和计算。
综上所述，滚动轴承寿命计算公式是根据滚动轴承的结构和使用条件进行分析的重要方法。
通过计算基本额定寿命和修正系数，可以得到滚动轴承的寿命。
计算公式的准确性和合理性对于滚动轴承的设计和选用非常重要，可以提高轴承的使用寿命和可靠性。
一、基本概念
1.轴承的寿命
在一定载荷作用下，轴承运转到任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的总转数。
寿命数据离散性非常大。
2.一批轴承的寿命
对于一批同型号的滚动轴承，在一定条件下进行疲劳试
验，对试验数据统计处理后，得
出轴承的疲劳破坏概率与转数间
的关系。
一、基本概念
3.基本额定寿命
一批同型号的轴承，在同一条件下运转，当有10%的轴承产生疲劳点蚀时，
轴承所经历的总转数L
（单位106转）或工作
10
（单位h），称为滚动轴承的基本小时数L
10h
额定寿命。
4.基本额定动载荷
=1(106)时轴承能
基本额定寿命L
10
够承受极限载荷称为基本额定动载荷，用C
表示。
反映了轴承承载能力的大小。
二、计算公式
L 10/106r 0151015C
P /N r 10,1610101010εε
εε
⎪⎭⎫ ⎝⎛=====P C L C L P C P L L P 时
当常数
二、计算公式
h
6010r 10t 6h 106t 10εε⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P C f n L P C f
L 当轴承的预期寿命取定时，可求出轴承应具有的基本额定动载荷
9-5 滚承寿命算公式 三、不同可靠度下滚承寿命算
动轴计动轴计
三、不同可靠度下滚动轴承寿命计算
10
1L L n α=
可靠度R / %
909596979899α1 1.00.620.530.440.330.21。
滚动轴承寿命计算辅导一、基本概念：㈠、滚动轴承主要失效形式及设计准则：1、疲劳点蚀失效：是指滚动轴承的滚动体或内外圈上出现的点蚀斑点。
设计准则：防止产生疲劳点蚀失效需进行寿命计算。
Lh ≧〔Lh〕2、塑性变形失效：是指内外圈或滚动体产生过量的塑性变形。
设计准则：防止产生塑性变形失效需进行静负荷计算。
PO ≦〔PO〕3、磨损失效：是指内外圈或滚动体的过量磨损。
设计准则：防止产生磨损失效需限制转速。
n max≦n lim㈡、滚动轴承寿命计算中的基本概念：1、滚动轴承寿命：是指滚动轴承内外圈或滚动体在发生第一个疲劳点蚀前总转动次数或总工作时间。
注：滚动轴承寿命是相当离散的，即同一批生产出的同类滚动轴承，其寿命相差很大。
2、可靠度R：由于滚动轴承寿命的离散性，需对生产的滚动轴承的进行抽样试验，以检验滚动轴承的合格率。
设抽样试验件数为N，在特定的载荷下进行加载试验。
经过一个T）后，其中有N f件发生点蚀。
滚动轴特定的时间（转次L或时间LH承的可靠度R：R=×注：滚动轴承的可靠度与试验中所加的载荷和试验时间有关。
国标规定：①、滚动轴承试验载荷C：对向心类和角接触类滚动轴承的试验载荷是纯径向载荷。
C=Cr(Fr)对仅能承受轴向载荷的推力轴承的试验载荷是纯轴向载荷。
C=Ca(Fa)②、试验时间：L=106转次。
③、在试验载荷为C，试验时间为L=106转次时，滚动轴承的可靠度R≧90%时，滚动轴承合格。
3、基本额定寿命L或Lh：滚动轴承的额定寿命是指滚动轴承在可靠度R=90%，试验载荷为C时的寿命，即是试验时间106转次。
L=106转次。
4、基本额定动载荷C：滚动轴承的额定动负荷C是指在可靠度R=90%，试验时间为106转次时轴承所能承受的最大载荷，既是滚动轴承的试验载荷。
注：各类滚动轴承的额定动负荷C可查机械设计手册确定。
5、滚动轴承的寿命计算：滚动轴承寿命计算是解决当实际滚动轴承上承受的载荷不等于额定动负荷时，滚动轴承的寿命是多少？即：滚动轴承上载荷P=C时，轴承寿命是L=106转次。
滚动轴承寿命计算公式中寿命指数
滚动轴承寿命计算公式是用来计算轴承的使用寿命，它是由美国轴承协会（ABMA）制定的一个通用标准，根据这个标准，可以计算出滚动轴承的使用寿命。
这个公式中的寿命指数就是滚动轴承的预期工作寿命的量度，它正相关于轴承的载荷和转速，并且取决于轴承的构造特性，如外圈、内圈、滚动体、润滑油、封装等。
寿命指数定义为：“在滚动轴承同一种负载和相同转速条件下，滚动轴承的预期工作寿命是多少？”因此，在计算滚动轴承的预期工作寿命时，必须要考虑到轴承结构特性。
例如，当轴承受到载荷时，轴承外圈的表面会发生磨损，而滚动体的表面也会发生磨损。
因此，轴承的内外圈的磨损情况也会影响轴承的预期工作寿命，进而影响寿命指数。
此外，滚动轴承的润滑状态也会影响轴承的预期工作寿命，因此，滚动轴承的寿命指数也会受到润滑状态的影响。
例如，如果润滑油不足，轴承将会受到过载和磨损，从而导致轴承预期工作寿命的降低。
还有一点要注意的是，滚动轴承的封装方式也会影响轴承的预期工作寿命。
封装类型不同，轴承受到的负载也不同，这就影响了轴承的预期工作寿命。
总之，寿命指数是滚动轴承预期工作寿命的量度，它正相关于轴承的载荷和转速，并且受到轴承的构造特性、润滑状态和封装类型的影响。
因此，在计算滚动轴承的预期工作寿命时，必须要考虑到轴承结构特性、润滑状态和封装类型。
滚动轴承的寿命1，轴承的寿命在滚动轴承运转过程中，会发生故障和损坏，若预先采取有效的措施，很多损坏是可以防止的。
但即使是润滑良好，安装正确，无尘埃、水分和腐蚀介质的侵入，且载荷适中，由于轴承长期在交变接触应力作用下，滚动表面会发生疲劳剥落，这种损坏是不可避免的。
滚动轴承寿命一般是指疲劳寿命。
疲劳寿命是滚动轴承最重要的性能指标，轴承的设计和应用都需要分析计算疲劳寿命。
对给定的轴承尺寸和负荷条件追求最长的疲劳寿命是一般轴承设计的目标。
选用轴承时，根据工况确定轴承额定动载荷c，进而确立轴承的型号，再验算轴承的疲劳寿命是否满足工况要求。
除疲劳寿命外，轴承失效形式还有压痕、烧伤、断裂、裂纹、崩裂、腐蚀、锈蚀和磨损等多种，产生的原因是轴承选用不当，安装、使用、支承设计、润滑、维护保养方面不合理。
轴承寿命计算指疲劳寿命的计算。
另外本章还讲述了轴承磨损寿命的估算法。
1.1.1 疲劳寿命与额定寿命疲劳寿命是指轴承工作到滚动工作表面出现疲劳剥落为止的累计工作小时或运转的总转数，以106转计，是指单个轴承而言。
轴承的疲劳寿命，即使是同样尺寸、结构、材料、热处理、加工方法的同一批轴承，在同一条件下运转，也是非常离散的，最长与最短的寿命可能相差数十倍甚至百倍。
试验研究得出，寿命分布服从一定的统计规律，要用数理统计方法处理数据，以计算在一定损坏概率下的轴承寿命。
额定疲劳寿命，是指同一型号的一批轴承，在同一条件下运转，其中90％的轴承能够不出现疲劳剥落的运转总转数，以610转计。
或在一定旋转速度下的工作小时数，记作10L 。
1.1.2 基本额定动载荷C 和当量动载荷额定动载荷c 是指在轴承内圈旋转、外圈静止的条件下，额定寿命为100万转时轴承能够承受的载荷。
对于向心轴承是纯径向载荷，对于推力轴承是指中心轴向载荷，它是表示滚动轴承的载荷能力，是轴承的一项主要性能参数，是选择轴承的主要技术依据。
每种轴承的额定动载荷都已按GB6391－94（等同ISO281/1－1977）计算，且标明在产品样本中。
实际上，在各种机械工作条件下，轴承的工作条件与上述情况不同，需要把实际的载荷换算成假想的当量载荷，在此当量载荷的作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下相同。
1.1.3 滚动轴承的寿命计算滚动轴承额定寿命的计算方法，规定在GB/T6391－94（等同国际标准ISO281－1990）中。
1．滚动轴承疲劳寿命计算其基本公式为110(/)L P C εε=10或P/C=L式中 10L —基本额定寿命（106r ）； C —基本额定动载荷（N ）；P —当量动载荷（N ）；ε—寿命指数。
球轴承ε＝3；滚子轴承ε＝10/3。
对于转速恒定的轴承寿命，用工作时数表示时，其计算公式为6610101010()6060h C L L L n P nε==或式中 h L —基本额定寿命（h ）； n —轴承工作转速（r/min ）。
为了简化计算，引入转速因素n f 和寿命因素h f 。
11333n f n ε⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1500h h L f ε⎡⎤=⎢⎥⎣⎦则轴承寿命计算公式为61010()60C L n Pε=也可改写为(/)h n C f f P =或hnf C P f = 采用工作小时数表示的轴承额定寿命，与速度因素n f 和寿命因素h f 之间的关系如下：对于球轴承： 3500h h L f = (/)h n f f C P =131333n f n ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦对于滚子轴承： 10/3500h h L f = (/)h n f f C P =3101333n f n ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦2. 按额定动载荷选择轴承尺寸 根据轴承的工作转速n 和预期的使用寿命h L ，由转速因素表（表5－1）查n f 值，按轴承受的载荷（或当量动载荷），就可确定需要选用的轴承应具有的基本额定动载荷值。
h n f C P f ⎛⎫=⎪⎝⎭，或使用寿命计算图，见图5－a ，求得载荷/C P ，再由基本额定动载荷C 确定轴承尺寸。
普通轴承的工作温度不应超过120℃。
如果需要轴承在较高温度下工作，需经过特殊的热处理。
或采用耐高温材料制造轴承。
经过特殊热处理的耐高温轴承，由于零件硬度降低，疲劳寿命比常温工作时要短，且额定动载荷降低，应引入温度因数f T 。
f T 数值各公司略有差别，见表5-3。
即：T T C f C =预期的轴承使用寿命，一般应根据机械的类型、工作条件及可靠性要求，参照同类机械确定一个预期使用寿命，通常可参照机械的大修期限。
表5－4为推荐的各种机械轴承使用寿命。
使用条件使用寿命10L h 不经常使用的仪器和设备，家用机械，医疗设备300～3000短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动机械、农业机械、装配吊车、自动送料装置，建筑机械300～8000间断使用的机械，中断使用将引起严重后果，如发电机辅助设备、流水作业的传动装置、皮带运输机、车间吊车、高可靠性的机械8000～12000每天8h工作的机械，但经常不是满载荷使用，如电机、一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械10000～25000每天8h工作的机械，满载荷使用，如机床、木材加工机械、工程机械、印刷机械、分离机、离心机10000～3000024h连续工作的机械，如压缩机、泵、电机、轧机齿轮装置、纺织装置、矿山卷扬机40000～5000024h连续工作的机械，中断使用将引起严重后果，如纤维机械、造纸机械、电站主要设备、给排水设备、矿用泵、矿用通风机≈100000表5－5为各种车辆轴承的基本额定寿命。
各种车辆轴承基本额定寿命10sL车辆类别及轴承10sL百万公里车辆类别及轴承10sL百万公里道路车辆轮毂轴承：小轿车轴承0.3 市郊列车、有轨电车轴承1.5商用车辆、公用车辆轴承0.6 干线客车箱轴承3铁路车辆轴箱轴承干线动力车组轴承3～4货车箱（根据UIC规格，最大轴载荷连续作用）轴承0.8 干线柴油机车及电动机车轴承3～53. 轴承额定寿命的修正计算按照额定寿命的基本计算公式，计算轴承基本额定寿命10L可以满足量大面广的一般轴承应用，它适用于常规格轴承材料（高质量淬硬钢）和正常运转条件下的可靠性为90％（10L ）的寿命。
随着科学技术的发展，许多主机对轴承提出了更高可靠性要求。
加上冶炼技术的进步，轴承材料质量的提高，使轴承寿命可以有大幅度的增加。
另在轴承使用条件方面，由于弹性流体动力润滑理论的应用，掌握了润滑状况与轴承寿命的密切关系，使轴承运转条件有别于常规的条件。
为此我国GB/T6391-94规定了非常规材料性质和运转条件下的可靠性为（100－n ）％的额定寿命的修正计算方法。
12210na L a a a L =或 12210()na h L a a a L =式中 na L ——非常规材料性质和运转条件下，可靠性为（100－n ）％的修正额定寿命（610r 或小时）。
1a —可靠性不等于90％的寿命修正系数； 2a —非常规材料性质的寿命修正系数； 3a —非常规运转条件的寿命修正因数；1）可靠性因数1a 是为了计算高于90％可靠性时轴承寿命的修正因子。
对于球轴承和滚子轴承均采用GB6391-86（等同国际标准ISO281/1-1977）规定的数值，见表5-6。
表5－6 可靠性因数可靠性（％）90 95 96 97 98 99 h L 10L 5L 4L 3L 2L 1L 1a1.00.620.530.440.330.21按na L 计算公式，不存在可靠性为100％的轴承寿命（即10a =）。
但从轴承试验寿命分布图看出，在高使用概率处，试验结果偏离韦布尔分布，偏向长寿命一侧，一般认为在可靠性大于或等于99.9％时，轴承寿命为：对于球轴承：min 100.053L L = 对于滚子轴承：min 100.055L L =则可以近似认为，可靠性为100％的轴承寿命：min 100.05L L =。
2）材料因数2a 是计算轴承钢的质量对寿命影响的修正系数。
按基本计算公式额定寿命适用于常规材料。
非常规材料特性是指由特殊冶炼方法所产生的高质量轴承钢，其化学成分、含氧量、非金属夹杂物含量、分布及其最大颗粒数量等品质对轴承寿命均有显著影响，国家标准指出，在目前技术状况下，2a 的选取值不能有准确的给定值，推荐参考值如下：对于常规轴承材料，即普通冶炼的轴承钢：21a =； 对于特殊冶炼的真空脱氧轴承钢：23a =； 对于特殊冶炼的真空重溶轴承钢：25a =；对于采用了影响轴承材料性能的特殊加工工艺，如高温回火处理，使材料硬度降低时，2a 小于1。
如果在计算轴承载荷能力时已经考虑了材料特性，则2a 就不再列入额定寿命修正系数。
3）运转条件的寿命修正因数3α。
运转条件，主要考虑运转速度和工作温度下润滑的适当程度对轴承寿命的影响，当润滑条件特别优越，足以在轴承滚动接触表面形成弹性流体动压润滑油膜时，取3α大于1。
当润滑不良，例如在工作温度下或转速特别低时（m d n 小于10000，m d 为平均直径），润滑剂的粘度对于球轴承小于213/mm s ，对于滚子轴承小于220/mm s ，（21/1mm s cSt =），则应取3α小于3。
在润滑不充分时，不能设想由改进材料质量来补偿，即是说当3α小于1时，不能取3α大于1。
润滑的效果首先由轴承滚动接触表面被油膜隔离的程度来决定。
在油膜厚度、油的粘度、清洁程度良好的情况下，因数3α取决于粘度比r K ，其定义为实际粘度v 与足够润滑所需粘度1v 的比率。
v 和1v 均为工作温度下的运动粘度。
对于矿物油，（包括润滑脂基础矿物油），在工作温度下保证足够润滑所需粘度1v 与m d n •有关，见图6－7。
实验表明，因数2α、3α不是相互独立的，瑞典SKF 公司建议合并为23α，此时修正的寿命计算公式应改写为：12310na L a a L =或123na C L a a L P ε⎛⎫= ⎪⎝⎭确定23α的值，是将所选用润滑剂的工作温度下实际粘度v 除以根据转速和轴承平均直径，由图5－1查得的粘度1v ，即可计算：1r vK v =再从图5－2中选取23α的值。
由图5－3可以看出，在1v v 小于0.4时，两种材料的系数23α完全相同，表明此时提高材料质量也不能延长轴承寿命。
图5－3阴影区是润滑剂中由于有改变润滑的添加剂，对提高轴承寿命有益，因此23α更高。
1.1.4 当量动载荷的计算1. 恒定的合成载荷 轴承的基本额定动载荷是在假想的运转条件下确定的。
其中的载荷条件为：向心轴承仅承受径向载荷，推力轴承仅承受纯轴向载荷。
实际上，轴承在大多数应用场合常常同时受径向载荷和轴向载荷。
因此，在进行轴承寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷。
