軸承的修正額定壽命
繼續(xù)上一次的話題.
我們在上一篇中之介紹了三個修正系數(shù)中的第一個。軸承的可靠性系數(shù)a1,今天我們來說說剩下兩個修正系數(shù)a2和a3。
在上一篇文章中我們提到過,由于現(xiàn)代軸承的質(zhì)量提高了很多,在某些應(yīng)用中,軸承的實際工作壽命可能會高于其基本額定壽命;但是又因為污染,潤滑選擇的不合適,安裝不正確等等原因,實際工作壽命又可能受到負面影響。
因此,國際標準組織在上世紀90年代就在軸承壽命中加入了一些修正系數(shù),來補充基本額定壽命的不足。早期,這個修正系數(shù)被稱作a23,后來某歐洲軸承制造商將其升級為以自己品牌命名的修正系數(shù),直到現(xiàn)在很多的軸承使用者仍然在使用這樣命名的系數(shù)。但是由于標準組織的原因,這個系數(shù)最后在被寫入標準時被稱作aISO,而且不同的軸承制造商也在更改在這個系數(shù)背后的定義。
首先,我們看一下這個修正系數(shù)跟什么有關(guān)系。
從以上的這個方程里,我們可以看到,這個修正系數(shù)基本上涵蓋了軸承在使用時會與之參與的各種因素。當然,載荷是最主要的,其次是潤滑,然后是軸承所處的環(huán)境。
軸承的安裝,是一個非常主觀的因素。我們沒有辦法非常客觀的在某一個公式里把這個因素考慮進去,因為不同的人,采用不同的安裝方法,使用不同的安裝工具,都會對軸承造成效果不一的影響。
因此,軸承的安裝時一個非常需要技術(shù)的工作,我們需要通過統(tǒng)一的安裝條件,更合適的安裝設(shè)備,讓軸承在安裝過程不要受到任何的損害,把因為安裝所導(dǎo)致的影響盡可能的放到最小。這部分的內(nèi)容,如果大家有興趣,我們可以在后面單獨跟大家介紹。
再跟大家明確一個概念,我們把上篇文章的公式:
改成如下的公式:
系數(shù)對修正壽命的影響是雙向的,當潤滑選的好,或者污染控制的好,也就是
的值大于1時,軸承的修正壽命是會高于額定壽命的,反之,當
小于1時,修正壽命則會低于額定壽命。
這也從理論的角度告訴我們,軸承的壽命不僅僅受到載荷大小的直觀影響。當我們需要一個已經(jīng)選擇好大小的軸承更長時間的運行,或者能夠運行到他的期望壽命時,合適的潤滑和更整潔的環(huán)境時非常重要的。這個結(jié)論也跟我們在實際應(yīng)用中的感受時一致的。
的理論計算是一個相對來說比較復(fù)雜的過程。根據(jù)軸承類型的不同,計算公式也不盡一樣。因此,作為非軸承從業(yè)者來說,我們不需要取了解理論的計算公式是什么。各家軸承制造商已經(jīng)為我們做好了計算,通過一個非常直觀的表格做選擇就可以了。
也就是說,對于一個給定的軸承,疲勞載荷極限是給定的,只要我們知道了載荷,選擇好了潤滑,定義了運行環(huán)境,我們可以簡單的通過查表的方式得到這個軸承的修正系數(shù)。一般,這個表格都會在各軸承制造商軸承樣本里。同樣,您也可以在軸承標準中查到這個表格。
對于所有的軸承使用者來說,我們現(xiàn)在都知道對軸承的運行,潤滑是一個相當大的影響因素,即使軸承選的再合適,一個不正確的潤滑會讓所有的軸承選型工作功虧一簣。
潤滑的選擇包括:潤滑類型的選擇,潤滑機油粘度的選擇,潤滑皂基的選擇,在選擇過程中要考慮到軸承的類型、載荷、轉(zhuǎn)速、溫度、潤滑是否方便等等一系列的因素。
這些如何選擇,之前在《軸承問題終結(jié)者》的其他文章中已經(jīng)有一些簡單的介紹,如果大家感興趣可以在歷史消息中查找。如果大家對這個還想有更深入的了解,關(guān)于潤滑我們后續(xù)會再開新的篇章。
在這個系數(shù)中,我們引入了一個全新的概念:粘度比。這里我不展開關(guān)于這個系數(shù)的具體意思,我們以后專門會給大家介紹。這里大家只需要記住如下的結(jié)論就好。
(kappa)粘度比指的是,軸承所選的“潤滑劑在工作溫度下的實際所需粘度“與“在工作溫度下的參考粘度“的比值。如果采用的是脂潤滑的方式,那么這里的潤滑劑粘度指的就是潤滑脂的基油粘度。
對于滾動軸承,在選擇潤滑劑的粘度時,值可以做為我們選擇潤滑劑時的一個參考標準。
在不同的軸承制造商的型錄中,可以找到選擇這個值的表格,如果大家對這個感興趣,我們后續(xù)可以再給大家介紹如何根據(jù)kappa值選擇合適的潤滑劑。
污染修正系數(shù)考慮了潤滑中污染物對額定壽命的影響,因為潤滑劑中的固體顆粒會降低軸承的額定壽命,而且影響的程度與下列因素相關(guān):
軸承的尺寸
顆粒的類型、尺寸、硬度和數(shù)量,
潤滑油膜的相對厚度,
由于這些影響之間有比較復(fù)雜的相互作用,因此這個污染系數(shù)也只是一個相對近似的參考值。污染系數(shù)的取值范圍在0.1到1之間,0.1代表極重度污染的情況,1表示極清潔的環(huán)境。根據(jù)不同的污染程度,這個取值的經(jīng)驗因素更重要。根據(jù)多年的軸承實際運行經(jīng)驗,不同的軸承制造上也給出了一些參考經(jīng)驗值,這個值同樣可以從軸承的型錄中獲得。
軸承的極限疲勞在標準中規(guī)定的定義是指在實驗室條件中,軸承在此載荷下運行不會發(fā)生疲勞。
這個值做為軸承的固有參數(shù),一般會在軸承型錄中的產(chǎn)品表中與額定靜載荷和額定動載荷一起標注出來。
用一句簡單的話來說,如果我們選擇的軸承的實際運行載荷小于這個極限載荷的話,理論上軸承是可以永遠運行下去而不產(chǎn)生金屬材料疲勞的。
關(guān)于潤滑,極限疲勞等一些列的概念,我們會在后續(xù)的文章中給大家穿插介紹。
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