軸承到底能用多久？
軸承到底能用多久
仍然提出一個(gè)問題：運(yùn)行中的軸承，到底能用多久？
當(dāng)然，我們?cè)谇懊娴奈恼轮胁恢挂淮蔚挠懻摿溯S承的壽命等基本概念。
但是，又是我們?nèi)匀桓诖粋€(gè)簡(jiǎn)單而且直接的答案。
因此， 本文在內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性和答案的簡(jiǎn)單明確性之間做一個(gè)平衡，給出一個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。
本文在分析的過程中會(huì)比較仔細(xì)（啰嗦）和專業(yè)（枯燥），但是結(jié)論力爭(zhēng)簡(jiǎn)單明了。如果您只對(duì)最終結(jié)論有興趣，不妨直接跳過，直接查閱結(jié)論部分。
首先，我們需要明確的是，本文標(biāo)題提出的問題”軸承能用多久”，包含著一個(gè)含義是軸承已經(jīng)投入使用，而后能用多久。
因此，這里不包括軸承未經(jīng)使用能夠儲(chǔ)存的時(shí)間。
軸承能用多久，存在另一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，即什么狀態(tài)視為軸承不能用了？
一般地，我們認(rèn)為當(dāng)軸承運(yùn)行的時(shí)候不能實(shí)現(xiàn)其既定的設(shè)計(jì)性能即為軸承的失效。關(guān)于軸承的失效包含兩種情況：
第一：軸承徹底喪失其性能，無法運(yùn)轉(zhuǎn)。
第二：軸承部分的喪失性能，但是依然可以運(yùn)轉(zhuǎn)，但是軸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度、振動(dòng)等都已經(jīng)出現(xiàn)了異常。
關(guān)于以上兩種軸承故障的情況都可以在相應(yīng)軸承失效分析標(biāo)準(zhǔn)中找到明確的說明。但是，可以看到，對(duì)于一個(gè)“已經(jīng)不正常”的軸承，是否界定為“不能用“，需要根據(jù)用戶自己的情況決定。
通常而言，關(guān)于軸承“不能用”的界限有好幾種方式：
按照軸承疲勞失效的定義，就是滾動(dòng)體或者滾道表面出現(xiàn)第一個(gè)疲勞剝落的時(shí)候。此時(shí)軸承出現(xiàn)了疲勞失效。換言之，就是到了這個(gè)狀態(tài)，軸承就“不能用了”。
通常而言，關(guān)于軸承“不能用”的界限有好幾種方式：
第一，按照軸承疲勞失效的定義，就是滾動(dòng)體或者滾道表面出現(xiàn)第一個(gè)疲勞剝落的時(shí)候。此時(shí)軸承出現(xiàn)了疲勞失效。換言之，就是到了這個(gè)狀態(tài)，軸承就“不能用了”。
第二，在實(shí)際工況中，當(dāng)軸承出現(xiàn)第一個(gè)疲勞剝落的時(shí)候，有時(shí)候軸承的運(yùn)行狀態(tài)變化不大。比如此時(shí)軸承的振動(dòng)并沒有很大的變化。尤其是失效初期，有時(shí)候甚至難以察覺。此時(shí)軸承的溫度也也基本正常。在很多使用者眼里，其實(shí)這個(gè)軸承“還能使用”。
第三，如果上述情況繼續(xù)發(fā)展，軸承的失效進(jìn)一步發(fā)展，最終將導(dǎo)致軸承的振動(dòng)變大，軸承的溫度上升等情況。此時(shí)可以依照有關(guān)設(shè)備的振動(dòng)或者溫度標(biāo)準(zhǔn)來判定這個(gè)軸承是不是已經(jīng)“不能用”了。因此，這個(gè)“不能用”的標(biāo)準(zhǔn)來自于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之前，雖然軸承有可能已經(jīng)“帶病”，但是依然“可以使用”。
第四，有些對(duì)軸精度等的要求并不高的場(chǎng)合，即便在上述情況下，軸承依然可以轉(zhuǎn)，那么還認(rèn)為可以用。直到有一天，這個(gè)軸承被卡住，無法旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，此時(shí)才被判定“不能用”了。
因此，“軸承還能用多久”的結(jié)論進(jìn)行分析之前，需要確定“還能用”的標(biāo)準(zhǔn)是什么。否則，這樣的還能用，是無從談起的。
前面已經(jīng)介紹過，軸承“還能用”的不同衡量標(biāo)準(zhǔn)，也介紹了軸承“故障”的概念。因此后面我們討論軸承“還能用”的時(shí)候，首先固定一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，然后討論這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下的影響因素。
一般地，軸承基本額定壽命計(jì)算是軸承常用的校核方法，因此我們不妨引用這個(gè)計(jì)算中的定義。即，軸承內(nèi)第一個(gè)失效點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間。
我們都知道軸承包括滾動(dòng)體、保持架、套圈、密封件、潤滑脂等零部件。作為一個(gè)整體，軸承諸多零部件中，任何一個(gè)出現(xiàn)失效，都宣告軸承失效，即“不能用”了。
那么針對(duì)不同的軸承零部件，我們就有：
滾動(dòng)體和套圈：
軸承的壽命通常指疲勞壽命。疲勞與軸承的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)系。因此，軸承的滾動(dòng)體和滾道的壽命受到軸承負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的影響，不同的負(fù)荷和不同的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致的軸承壽命不同。當(dāng)然，機(jī)械工程師可以從軸承壽命計(jì)算中看到相關(guān)因子。這里用一個(gè)很簡(jiǎn)單的比方就可以說明：一個(gè)軸承，用手盤（相當(dāng)于沒負(fù)荷，低轉(zhuǎn)速），幾乎不可能被盤壞了，也即是說其壽命非常非常長（接近于無限）。但是相同的軸承，給很大的負(fù)荷，很高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，可能很快就壞了。因此，要想大致預(yù)估軸承的疲勞壽命，需要考慮負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，單純的問一句“軸承能用多久”是無法給出答案的。
保持架：
保持架在軸承內(nèi)部受到往復(fù)應(yīng)力，正常情況下也會(huì)出現(xiàn)疲勞，同時(shí)在工況變動(dòng)的時(shí)候，保持架也會(huì)受到額外的負(fù)荷。但正常情況下，保持架所受的負(fù)荷與滾動(dòng)體和滾道比起來，都會(huì)小很多。因此一般正常情況下，保持架的疲勞壽命都會(huì)超過軸承。（非正常工況需要額外考慮。）另外，不同材質(zhì)的保持架，也會(huì)受到環(huán)境溫的影響，此處不展開。
密封件：
如果是非接觸式的防塵蓋，一般防塵蓋不承受什么負(fù)荷。幾乎可以認(rèn)為疲勞壽命無限（非正常狀況除外）。但是如果考慮到防塵蓋與外界環(huán)境，污染物等的化學(xué)反應(yīng)等（比如緩慢氧化等），也是需要額外評(píng)估的。
對(duì)于接觸式密封，一般密封件材質(zhì)為橡膠材質(zhì)。此處密封件的壽命受到唇口磨損情況的影響，以及密封件材質(zhì)本身與外界環(huán)境、污染物之間的化學(xué)反應(yīng)（比如緩慢氧化）的影響。密封唇口的磨損與唇口壓緊力和相對(duì)移動(dòng)速度還有密封件本身材質(zhì)的抗磨性能有關(guān)系。密封件廠家應(yīng)該有相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)。
潤滑：
滾動(dòng)軸承一般常用脂潤滑，潤滑脂的壽命可以根據(jù)一般油脂壽命進(jìn)行估算，有興趣的讀者可以參考《電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)》《電機(jī)軸承故障診斷與分析》等相關(guān)書籍進(jìn)行計(jì)算。除此之外，靜置的（非運(yùn)行狀態(tài)下)潤滑脂也會(huì)受到空氣氧化的影響，需要與相關(guān)廠家查詢。
說了軸承能用的標(biāo)準(zhǔn)，以及影響軸承能用多久的影響因素以外，最終要給一些關(guān)心結(jié)果的工程師一個(gè)明確的答案。
這里與其說答案，不如說是要求。因?yàn)椋陔姍C(jī)工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸承選型的時(shí)候，他們需要根據(jù)這樣的壽命進(jìn)行校核計(jì)算。否則選型無法完成。
一般而言，普通的中小型工業(yè)電機(jī)軸承壽命要求在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中有推薦值，同時(shí)在一些軸承供應(yīng)商的技術(shù)手冊(cè)里也有推薦值。這些推薦值存在一些差異，但大體相仿。通常在校核的時(shí)候，考慮2萬~4萬小時(shí)。
請(qǐng)注意，上述這個(gè)范圍沒有提轉(zhuǎn)速、沒有提負(fù)荷，沒有提軸承類型，等等。因此這是一個(gè)設(shè)計(jì)要求，反過來應(yīng)用，達(dá)不到這個(gè)設(shè)計(jì)要求的軸承實(shí)際壽命，就需要和相關(guān)廠家協(xié)商討論。即便出現(xiàn)這種討論，也不意味著軸承不合格，因?yàn)橄嚓P(guān)因素太多。
最后，上述的范圍僅僅是一般工業(yè)電機(jī)，對(duì)于特種設(shè)備要求可能會(huì)有差異，比如家用電器，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等等，工程師可以查閱參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
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