轴承寿命详细计算

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。

轴承寿命计算方法

轴承是机械传动中非常重要的零部件，其寿命的计算和预测对机械的可靠性和寿命具有重要的意义。本文将介绍轴承寿命的计算方法，包括基本的理论原理、实验数据的统计处理以及运用寿命理论进行计算等内容。

1.轴承寿命的概念和分类

轴承寿命指的是在特定工作条件下，轴承能够满足其要求并正常工作的时间。通常来说，寿命是指从轴承开始使用到轴承失效的时间间隔。

根据轴承寿命的定义，可以将轴承寿命分为以下几种类型：

(1)额定寿命：是指轴承在标准条件下可以正常工作的时间。通常以满足一定故障率的时间为准。

(2)真实寿命：是指轴承工作在实际工况下的寿命，通常比额定寿命要短。

(3)经验寿命：是指根据实际工作情况和实验经验得到的一种估计值。

(4)相对寿命：是指相对于其他轴承的寿命。通常根据平均故障率计算得到。

2.轴承寿命的理论计算

轴承寿命的计算通常是基于寿命理论进行的。目前使用较多的寿命理论包括极限额定寿命和疲劳寿命。

(1) 极限额定寿命：根据轴承的基本性能参数和工作条件，通过公式计算出轴承的额定寿命。常用的公式包括L10、Lna、Lnm等。 L10寿命计算公式：L10＝（C/P）³×(L10基准/H)或L10＝(C/P)³×L10基准

其中，L10为额定寿命，C为基本额定动载荷，P为轴承实际应力，L10基准为基准额定寿命，H为轴承的等效动负荷。

(2)疲劳寿命：考虑到实际工况下，轴承受到周期性载荷的作用，会出现疲劳破坏和寿命削减现象。因此，疲劳寿命也是轴承寿命计算的重要方法。

疲劳寿命计算公式：Lh＝（C/P）p×L10基准

其中，Lh为疲劳寿命，C为基本额定动载荷，P为轴承实际应力，p为疲劳指数，L10基准为基准额定寿命。

3.轴承寿命的实验数据统计

为了得到准确的轴承寿命预测结果，需要根据实际工况下的轴承寿命进行数据的统计处理。

通常的数据统计方法包括寿命试验、故障统计和故障分析等。

(1)寿命试验：通过在实际工况下对轴承进行长时间试验，获取轴承的实际寿命数据。

轴承寿命以及计算

00

轴承在承受负荷旋转时，由于套圈滚道面及滚动体滚动面

不断地受到交变负荷的作用，即使使用条件正常，也会因材料

疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤（称做剥离或剥落）。

出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“（疲

劳）寿命”。

即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承，

在同样条件下旋转时，轴承的（疲劳）寿命仍会出现较大的差

异。

这是因为材料疲劳本身即具有离散性，应从统计的角度来

考虑。

于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时，其中

90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额

定寿命”（即可靠性为90%的寿命)。

在以固定的转速旋转时，也可用总旋转时间表示。

但在实际工作时，还会出现滚动疲劳损伤以外的损伤现

象。

这些损伤可以通过做好轴承的选择、安装和润滑等加以避

免。

二、轴承寿命的计算

１、基本额定动负荷

基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力（即负荷能

力），是指大小和方向一定的纯径向负荷（对于向心轴承）或

中心轴向负荷（对于推力轴承），在内圈旋转外圈固定（或内

圈固定外圈旋转）的条件下，该负荷下的基本额定寿命可达

100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径

向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷，用Cr与Ca表示，

其数值录入轴承尺寸表。

２、基本额定寿命

式１表示轴承的基本额定动负荷，当量动负荷及基本额定

寿命之间的关系。

轴承以固定的转速时，用时间表示寿命更为方便，如式２

所示。

另外，对于铁路车辆或汽车等用行车距离(km)表示寿命较多，如式３所示。

因此，作为轴承的使用条件，设当量动负荷为P，转速为

n，则满足设计寿命所需要的轴承基本额定动负荷c可由式４计

算。从轴承表选出满足c值的轴承，即可确定轴承的尺寸。机

械要求的轴承必需寿命请参考表４。

３、根据温度进行的基本额定动负荷的修正与轴承的尺寸稳定

处理

轴承在高温下使用时，材料组织会发生变化、硬度降低，

一、滚动轴承承载能力的一般说明

滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。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。

二、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，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）； ──寿命指数（球轴承 ，滚子轴承 ）。

三、温度系数ft

当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）

表1 温度系数 工作温度/℃ <120 125 150 175 200 225 250 300

ft 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70

0.60

四、当量动载荷

当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，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

五、载荷系数fp

当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）

表2 冲击载荷系数fp

载荷性质 fp 举 例

无冲击或轻微冲击 1.0～1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵等

中等冲击 1.2～1.8 车辆、机床、起重机、内燃机等

强大冲击 1.8～3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等

六、动载荷系数X、Y

表3 深沟球轴承的系数X、Y

表4 角接触球轴承的系数X、Y 表5 其它向心轴承的系数X、Y

表6 推力轴承的系数X、Y

七、成对轴承所受轴向力

计算公式：