軸承的基本額定壽命

      在之前的幾個星期里，我們花了一些時間跟大家一起討論軸承的壽命理論。之所以花時間去寫這些比較理論，抽象的東西，其實是希望大家對軸承的壽命有個大概的了解，即使不能讓大家完全理解軸承的壽命到底是怎么發展來的，起碼以后我們再計算軸承壽命的時候就知道，我們到底在計算什么，這個計算出來的數字對我們來說到底意味著什么。

      上一篇的最后提到，很多軸承的制造商會采用“額定壽命”的概念來給在特定載荷條件下的給定軸承估計一個疲勞耐久性。因為載荷對軸承來說是最重要的需要滿足的功能需求。在再早一點的文章里，我們也大概提到了如何來計算軸承的“額定壽命”。

      今天我們稍微花一點時間，來給大家介紹一下額定壽命的概念，以及計算的方法，和在計算中需要考慮的其他因素。

      對于所有的滾動軸承及來說，額定壽命的計算都可以根據下面的公式來得到：

在公式中：

• P叫做當量動負荷

• C叫做基本額定動負荷，

• p是軸承指數，根據滾動體類型的不同，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軸承在實際狀態下的載荷與定義出的載荷下的比值。

      關于當量動負荷（P）和基本額定動負荷（C）的定義和介紹，會在后續的文章中詳細介紹。

需要跟大家強調一下:

第一，關于當量動負荷（P）的計算公式：

第二，C是跟軸承本事設計相關的參數，它是如下軸承參數的函數：

      這樣計算出來的軸承單位是百萬轉，也就是軸承能運行的轉數。如果知道軸承的轉速，我們可以把軸承的壽命轉化成運行的小時數，這個也比較符合工業上一般的使用習慣。

其中，公式中的n是軸承的轉速。

      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就是以軸承的載荷為主要計算參數，得到一個軸承實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表示這個軸承計算出來的單位是小時，也就是運行的時間。

修正額定壽命

      但是我們都知道，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向我們前面的文章講的那么復雜。

      雖然我們在討論軸承壽命的時候，最主要討論的是軸承的載荷，或者說軸承接觸時滾道（或者滾動體）的應力。但是從多年的軸承應用經驗來說，影響軸承實際運行的還有軸承的潤滑，軸承的運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，也是我們在大部分的應用中沒有討論的，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：

軸承的可靠性

      在大部分的工業應用里，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，壽命是一個統計學的概念，我們不能計算每一個軸承的真實壽命是多少，在韋布爾模型里，我們討論的也都是90%的軸承可以運行到的時間，或者說軸承的幸存概率。

      那么是否在某些應用里，我們需要去計算更高的可靠性呢？比如在一些要求更嚴苛的應用里，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概念，高于90%可靠性的軸承的壽命。簡單的舉一個例子，如果說在某一個應用里，我們需要計算99%的軸承都要運行的壽命，那么怎么辦。

      如上面公式中所示，我們引入了第一個參數a1，這個參數代表了軸承的可靠性。

      當a1=1時，表示這個軸承的運行的可靠性為90%，也就是我們通常意義上說的軸承的基本額定壽命。

      當我們要計算99%的軸承可靠性時，Lnmh中的n就為1，同時根據經驗公式得到的a1的值為0.25。

      也就是說，在這個應用中的所有軸承，只有大概四分之一的軸承能夠達到99%的可靠性。公式也隨之變為：

       因為在絕大多數的應用中，我們只考慮軸承90%的可靠性，因此這個參數我們在通常計算時都取1就可以了。除非遇到非常特殊的應用，我們需要考慮更高的可靠性時，您可以跟您的軸承供應商聯系，獲得相對準確的可靠性參數。另外，這個參數也可以在國際標準（ISO281）中查詢。我們這里就不多做介紹了。

      除了可靠性系數以外，我們看到在修正系數里還有兩個參數a2，a3，這兩個參數在國際標準或者絕大多數的軸承供應商那里目前都被aISO所取代。

這個修正系數考慮了下列因素的影響：

• 軸承載荷，

• 潤滑條件（包括潤滑劑的類型，粘度，轉速，軸承尺寸，添加劑等等）

• 材料的疲勞極限

• 軸承類型

• 材料的殘余應力

• 環境條件（污染系數）

這些系數對軸承壽命的影響如何，我們下一篇跟大家繼續討論。

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