滚动轴承寿命计算技巧详解

对于具有基本额定动载荷C（Ca 或Cr）的轴承，当它所受的载荷P（当量动载荷，为一计算值，见下面说明）恰好为C 时，其基本额定寿命就是106 r。但是，当所受的载荷P≠C时，轴承的寿命为多少？这就是轴承寿命计算所要解决的一类问题。轴承寿命计算所要解决的另一类问题是：轴承所受的载荷等于P，而且要求轴承具有的预期计算寿命为L′h，需选用具有多大的基本额定动载荷的轴承。下面讨论解决上述问题的方法。

图12.6　轴承的载荷-寿命曲线

大量试验证明，滚动轴承所承受的当量动载荷P 与寿命L 的关系如图12.6 所示。其方程为

式中　P——当量动载荷，N；

　　　L10——基本额定寿命，106r；

　　　ε——寿命指数，对于对球轴承ε=3，滚子轴承。

由上式及基本额定动载荷的定义，可得

因此，滚动轴承的基本额定寿命L（106转）的计算公式为

在实际计算中，常以给定转速n（r/min）的工作小时数Lh（h）表示轴承的寿命，式（12.1）可改写为

考虑到轴承在温度高于100 ℃下工作时，基本额定动载荷C 有所降低，故引进温度系数fT（fT≤1），对C 值予以修正。fT可查表12.10。考虑到工作中的冲击和振动会使轴承寿命降低，为此又引进载荷系数fp。fp可查表12.11。(www.xing528.com)

表12.10　温度系数fT

表12.11　载荷系数fp

修正后的寿命计算式可写为

如果给定了轴承的预期寿命[Lh]和轴承的当量动载荷P，应选的轴承所要求的基本额定动载荷可计算为

式中　n——轴承的工作转速，r/min；

　　　fT——温度系数，见表12.10；

　　　fp——载荷系数，可查表12.11；

　　　[Lh]——轴承的预期寿命，h，可根据机器的具体要求给定或参考表12.12 确定。

式（12.3）和式（12.4）是设计计算时常用的轴承寿命计算式，由此可确定轴承的寿命或型号。各类机器中轴承预期寿命[Lh]的参考值列于表12.12 中。

表12.12　滚动轴承预期寿命［Lh］荐用值