角接触球轴承基本额定寿命怎么计算

轴承寿命怎么计算？

通常， 滚动轴承 寿命计算步骤是： 1． 根据主机的技术参数和支承部位结构，初选轴承的类型和尺寸，计算作用于轴承上的负荷； 2． 计算当量动负荷； 3． 根据轴承额定寿命公式计算轴承的寿命； 4． 验算额定静负荷和极限转速。 滚动轴承额定寿命系指一批轴承中90%的轴承在疲劳剥落前能达到或超过的运转数（以106转计）或在一定转速下的工作小时数。 对于球轴承的 基本额定寿命 ： L10=(Cr/Pr)3 （百万转） 在实际计算中，一般用工作小时数表示轴承的寿命(小时)，为： Lh=(Cr/Pr)3/(60n)*106（小时） 其中Cr：为径向基本额定动负荷（KN），指一套滚动轴承假想能承受的恒定径

轴承的寿命怎么计算

一、轴承的寿命 轴承在承受负荷旋转时，由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用，即使使用条件正常，也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤（称做剥离或剥落）。 出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“（疲劳）寿命”。 即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承，在同样条件下旋转时，轴承的（疲劳）寿命仍会出现较大的差异。 这是因为材料疲劳本身即具有离散性，应从统计的角度来考虑。 于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时，其中90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额定寿命”（即可靠性为90%的寿命)。 在以固定的转速旋转时，也可用总旋转时间表示。

滚动轴承的失效形式及选择计算

1.滚动轴承的失效形式

（1）疲劳点蚀：轴承工作时，作用于轴上的力是通过轴承内圈、滚动体、外圈传到机座上，使滚动体与内、外圈滚道的接触表面产生接触应力。由于内、外圈要做相对运动，滚动体沿滚道滚动，所以接触表面的接触应力按脉动循环规律变化。当应力循环次数达到一定值后，在滚动体或内、外圈滚道的表层金属将发生剥落，即形成疲劳点蚀，从而使轴承产生振动和噪声，旋转精度下降，影响机器的正常工作。疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。

（2）塑性变形：当轴承的转速很低（n＜10r/min）或间歇摆动时，一般不会发生疲劳点蚀，此时轴承往往因受过大的静载荷或冲击载荷，使内、外圈滚道与滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服点而产生塑性变形，形成不均匀的凹坑，使轴承失效。

2.轴承的寿命与寿命计算

（1）轴承的寿命：滚动轴承的寿命是指轴承中任何一个滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前轴承转过的总转数，或在一定转速下总的工作小时数。

一批类型、尺寸相同的轴承，由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能完全相同，即使在同样条件下工作，各个轴承的寿命也是不同的，寿命最长与最短的相差可达几十倍，因此人们很难预测出单个轴承的具体寿命。为了保证轴承工作的可靠性，在国标中规定以基本额定寿命作为计算依据。

轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在同样条件下工作，其中10％的轴承产生疲劳点蚀时转过的总转数，以L₁₀表示。

基本额定寿命为10⁶r时轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，以C表示。轴承在基本额定动载荷作用下，工作10⁶r不发生疲劳点蚀的可靠度是90％。对于径向接触轴承C是径向载荷，轴向接触轴承C是中心轴向载荷，向心角接触轴承C是载荷的径向分量。各种类型和不同尺寸轴承的C值查机械设计手册。

（2）寿命计算：轴承基本额定寿命的计算式为：

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：L₁₀为轴承的基本额定寿命，10⁶r；F_P为当量动载荷，见本节之当量动载荷计算；ε为寿命指数，球轴承ε＝3，滚子轴承ε≈10/3。

实际计算时，人们习惯于以时间L_h（h）作为轴承的寿命。若轴承转速为n（r/min），则轴承寿命计算的另一表达式为

液压动力头岩心钻机设计与使用

当轴承的工作温度高于120℃时，会降低轴承的寿命，影响基本额定动载荷；工作中的冲击和振动，将使轴承实际工作载荷加大，故在计算时应分别引入温度系数ft（表2-11）和载荷系数f_p（表2-12）对C值和F_p值加以修正。此时轴承的寿命计算式为：

液压动力头岩心钻机设计与使用

表2-11 温度系数f_t

表2-12 载荷系数f_p

3.当量动载荷的计算

当量动载荷是一个假想载荷，在这个载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同。

对于仅能承受径向载荷的圆柱滚子轴承，当量动载荷为轴承的径向载荷F_r，即

液压动力头岩心钻机设计与使用

对于只能承受轴向载荷的推力球轴承，当量动载荷为轴承的轴向载荷F_a，即

液压动力头岩心钻机设计与使用

对于能同时承受径向和轴向载荷的深沟球轴承、调心轴承和向心角接触轴承，当量动载荷的计算式为

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：F_r为轴承所受的径向载荷；F_a为轴承所受的轴向载荷；X为径向载荷系数，见表2-13；Y为轴向载荷系数，见表2-13。

查表2-13时，对于深沟球轴承和7000C型角接触球轴承，需先计算F_a/C₀，查出e值，再计算F_α/F_r并与e比较后才能确定X、Y值。

表2-13 径向载荷系数X和轴向载荷系数Y

注：1.C₀为轴承的基本额定静载荷，查机械设计手册。

2.e为系数X和Y不同值时F_a/F_r适用范围的界限值。

3.对于F_a/C₀的中间值，其e和Y值可由线性内插法求得。

4.向心角接触轴承轴向载荷的计算

如图2-9所示，由于向心角接触轴承有接触角α，故轴承在受到径向载荷作用时，承载区内每一个滚动体的法向力F_Qi可分解成径向分力F_Ri和轴向分力F_Si。各滚动体轴向分力之和F_S^（F_S＝∑_iF_Si^{）将使轴承外圈与内圈沿轴向有分离的趋势，故这类轴承都应成对}使用反向安装。

图2-9 向心角接触轴承的内部轴向力

F_S是在径向载荷作用下产生的轴向力，通常称为内部轴向力，其大小按表2-14所给公式求出，方向（对轴而言）沿轴向由轴承外圈的宽边指向窄边。

向心角接触轴承在成对使用时实际所受的轴向载荷F_a，除与外加轴向载荷F_A有关外，还应考虑内部轴向力F_S的影响。

表2-14 向心角接触轴承内部轴向力F_S

注：Y值查机械设计手册。

图2-10为角接触球轴承的两种安装方式，图2-10a为两外圈的窄边相对，图2-10b为两外圈的宽边相对。F_A为外加轴向载荷，F_S1、F_S2分别为轴承1、2的内部轴向力，两轴承所受的实际轴向载荷，可根据力平衡条件求出。

图2-10 角接触轴承的轴向载荷分析

对于轴承1：因F_S2与F_A方向相反，故轴承所受轴向载荷应通过比较F_S1与F_S2-F_A的大小来确定。

液压动力头岩心钻机设计与使用

对于轴承2：因F_S1与F_A方向相同，故轴承所受轴向载荷应通过比较F_S2与F_S1＋F_A的大小来确定。

液压动力头岩心钻机设计与使用

如果外加轴向载荷F_A方向与图示方向相反，则应取（-F_A）代入公式计算。

5.滚动轴承的静载荷计算

轴承静载荷计算的目的是防止轴承产生过大的塑性变形。

轴承在某一载荷作用下，若受载最大的滚动体与内、外圈滚道接触处的接触应力达到：球轴承———4200MPa（调心球轴承4600MPa），滚子轴承———4000MPa，这个载荷称为基本额定静载荷，以C₀表示。实践表明，轴承在不超过该载荷作用下能正常工作。因此，基本额定静载荷是轴承静载荷的计算依据。对于径向接触轴承，C₀是径向载荷；对于向心角接触轴承，C₀是载荷的径向分量；对于轴向接触轴承C₀是中心轴向

载荷。轴承在工作时，如果同时承受径向载荷与轴向载荷，则应按当量静载荷进行计算。当量静载荷是一个假想载荷，轴承在这个载荷作用下，受力最大处的滚动体与内、外圈滚道塑性变形量总和与实际载荷作用下塑性变形量总和相等。对于径向接触轴承和向心角接触轴承，当量静载荷是径向载荷；对于轴向接触轴承，当量静载荷是轴向载荷。当量静载荷以F_P0表示，它与实际载荷的关系是

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：F_r为轴承所受的径向载荷；F_a为轴承所受的轴向载荷；X₀为静径向载荷系数，见表2-15；Y₀为静轴向载荷系数，见表2-15。

表2-15 静径向载荷系数X₀与静轴向载荷系数Y₀

当计算结果F_P0＜F_r时，应取F_P0＝F_r

按静载荷计算的强度条件是

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：C₀为轴承的基本额定静载荷，查机械设计手册；S₀为安全系数，见表2-16。

表2-16 安全系数S₀

轴承的计算公式

(一)滚动进口轴承疲劳寿命的校核计算 一、基本额定寿命和基本额定动载荷 所谓NSK轴承寿命，对于单个滚动轴承来说，是指其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳点蚀之前，一套圈相对于另一套圈所能运转的转数。 由于对同一批轴承(结构、尺寸、材料、热处理以及加工等完全相同)，在完全相同的工作条件下进行寿命实验，滚动轴承的疲劳寿命是相当离散的，所以只能用基本额定寿命作为选择轴承的标准。 基本额定寿命：是指一批相同的NTN轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承在发生疲劳点蚀以前能运转的总转数(以转为单位)或在一定转速下所能运转的总工作小时数。 基本额定动载荷C：当轴承的基本额定寿命为转时，轴承所能承受的

7205C 轴承的轴向最大能承受多大的载荷。如何计算角接触球轴承的轴向额定载荷。

轴承抵抗点腐蚀破坏的承载能力可有基本额定动载荷表示。基本额定寿命为10的六次方转，既一小时(单位为十的六次方转)轴承承受的最大载荷称为基本额定动载荷，用符号C表示。换而言之，既轴承在基本额定动载荷的作用下，运转十的六次方传而不发生点蚀失效的轴承性命可靠度为百分之九十。如果轴承的基本额定动载荷大，则其抗疲劳点蚀能力强。基本额定动载荷对于向心轴承而言是指径向载荷，成为径向基本额定动载荷Cr;对于推力轴承而言是指轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷Ca。各种类型，各种型号轴承的基本额定动载荷值可在轴承标准中查得。