机器额定寿命的运转条件的介绍

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：此外，运转条件不良能进一步降低轴承寿命。

7.5.1 总则

通常，采用基本额定寿命L₁₀作为衡量轴承性能的准则就足以满足要求，该寿命是指90%可靠度下的寿命。

然而，对于某些应用场合，或许要求计算更高可靠度下的寿命，同时，对于许多应用场合，还希望更精确、更完善地考虑轴承质量和运转条件对寿命的影响，修正额定寿命L_nm则满足了这一要求[n表示失效概率，（100-n）表示幸存概率（也表示可靠度）]。

寿命L_nm，即（100-n）%可靠度、特殊轴承性能和特定运转条件下的修正基本额定寿命，可以按下式计算：

L_nm=a₁a_ISOL₁₀

7.5.2 可靠度寿命修正系数a₁

寿命修正系数a₁的值列于表2-42。

表2-42 可靠度修正系数a1

（续）

注：本表可靠度96%～99%的数值与第2版比较略有修正。

7.5.3 寿命修正系数a_ISO

考虑到材质和润滑对轴承寿命的影响，2007年版的标准中引入了系统寿命修正系数a_ISO

当今技术的发展可以通过计算机应用理论与试验技术和实际经验的结合来确定a_ISO。除了轴承类型，a_ISO还包括以下影响因素：

1）材料（如洁净度、硬度、表面结构、疲劳极限、温度响应）；

2）润滑（如黏度、轴承转速、轴承尺寸、润滑剂类型、添加剂）；

3）环境（如污染程度、湿度）；

4）杂质颗粒（如硬度、尺寸、形状、材料）；

5）套圈中内应力（如制造过程产生的、安装后套圈过盈产生的内应力）；

6）安装（如装拆损伤、不同心）；

7）轴承载荷。

7.5.4 寿命计算的系统方法

1.采用系统方法进行修正寿命计算

如果润滑条件、清洁度和其他运转条件理想的话，一定载荷下高质量的轴承能够达到无限长的寿命。当达到疲劳载荷极限时，对于常用轴承钢，其实际接触应力约为1500MPa。

然而在许多应用场合，接触应力大于该值。此外，运转条件不良能进一步降低轴承寿命。

可将所有影响因素与作用应力和材料强度联系起来，如：

1）压痕产生边缘应力；

2）油膜厚度减小则增大接触区内滚道和滚动体之间的剪切应力；

3）温升则降低材料的疲劳极限，即强度；

4）内圈过盈配合产生环向应力。

轴承寿命的不同影响因素之间是相互关联的。因此，采用系统方法计算疲劳寿命是恰当的，在系统方法中将考虑由于相关系数的变化和相互作用对系统寿命的影响。

可采用图表或方程的形式将a_ISO表示为σ_u/σ（耐久应力极限与实际应力之比）的函数，同时尽可能考虑到许多影响系数（见图2-49）。

图2-49 寿命修正系数aISO

在给定的润滑条件下，如果实际应力σ降至耐久应力极限值σ_u，当应用疲劳判据时，图2-49中的曲线也表明了a_ISO如何逐渐趋近于无限大。传统的轴承寿命计算是将正交剪切应力作为疲劳判据。因此，图2-49中的曲线也是基于剪切耐久强度确定的。

润滑条件可用以下两种参数中的任何一种表示：

1）黏度比κ=ν/ν₁，定义为工作温度下油的实际黏度ν与充分润滑所要求的黏度ν₁之比；

2）油膜参数Λ，定义为油膜厚度与两接触表面的表面粗糙度的均方根之比。

κ和Λ是衡量润滑油隔离金属接触面程度的两个参数。

2.寿命修正系数a_ISO

在2007年版的ISO281中提出修正系数a_ISO与疲劳应力极限值和污染系数e_c有关，并推荐了污染系数e_c的估算方法和向心球轴承、向心滚子轴承、推力球轴承、推力滚子轴承的a_ISO计算图表。

在该标准附录A、B中还详细介绍了环境污染系数的估算方法和疲劳载荷极限的计算方法。在附录C中还介绍了接触角为α=45°的球轴承额定动载荷计算中的间断点的计算结果。对接触角为α=45°的球轴承，既可以作为向心角接触轴承进行计算，同时也可以作为推力角接触球轴承进行计算，两种计算结果只有微小的差异。