科普|軸承壽命試驗機理

單個(gè)滾動(dòng)軸承中任意一個(gè)元件出現疲勞點(diǎn)蝕前運轉的總轉數或者在一定的轉速下工作的小時(shí)數稱(chēng)為軸承壽命；

基本額定壽命L10：同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕前所能運轉的總轉數（百萬(wàn)轉）或者一定轉速下的工作時(shí)數（失效概率10%）；

軸承壽命計算公式：

單位：h試驗轉速n：20%~60%
試驗載荷P：20%~35%
試驗樣本容量：一般取8~20套，另備5~10套做備用樣品；

? 查找軸承自身存在的缺陷，為進(jìn)一步提高軸承壽命提供數據支撐，因為從產(chǎn)品的設計、制造以及應用的材料都會(huì )影響軸承的壽命，影響軸承使用壽命的因素可以分為兩大類(lèi)：

第一類(lèi)：軸承本身，如材料、加工精度、熱處理等；

第二類(lèi)：應用本身，如安裝有誤、工況惡劣（轉速、工作溫度、環(huán)境等）等；

? 對軸承的疲勞壽命進(jìn)行檢驗，得到軸承相關(guān)壽命可靠性水平；

? 為軸承的研發(fā)、改進(jìn)等提供方向，為采購等提供文件數據支撐；

完全試驗：一組軸承樣品，在相同試驗條件下全部試驗至失效；截尾試驗：一組軸承樣品，在相同試驗條件下部分試驗至失效；

試驗設備

試驗設備內部結構原理

試驗機結構原理圖，包含機架部件、試驗單元、驅動(dòng)系統、徑向加載系統、軸向加載系統、潤滑系統、冷卻系統、高溫發(fā)生系統、測控系統等部件組成。

試驗單元由試驗腔體和試驗頭組成。試驗腔體固定在機架部件中的平板上；試驗頭安裝在試驗腔體內，主要由端負荷體、中負荷體、試驗芯軸、中襯套、端襯套、隔離環(huán)、拆卸環(huán)、鎖緊螺母和試驗軸承組成。

試驗工裝裝配圖

試驗設備一般應連續運轉，對試驗（載荷、轉速、振動(dòng)、電流、溫度、溫升）進(jìn)行全程監測，設備本身各參數控制在要求范圍內，對測試設備、測試軸承進(jìn)行保護，防止測試過(guò)程中出現意外損壞設備，也可把軸承的失效控制在最初始階段，有利于失效原因分析，提出改進(jìn)方向；

試驗過(guò)程

試驗過(guò)程中，通過(guò)轉速、載荷、溫度、振動(dòng)、電流傳感器進(jìn)行監測相關(guān)參數，傳輸到監測軟件上匯總顯示，需要保溫測試的工況需要增加相應的加熱器（油脂潤滑軸承增加“加熱條”到試驗單元進(jìn)行加熱，油潤滑試驗通過(guò)加熱潤滑油以達到目的）。

試驗結束

載荷&轉速

逐一記錄軸承在試驗中的工作條件變化狀況，如轉速n、徑向載荷Gr、軸向載荷Ga在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的穩定性，變化趨勢，確保測試條件的準確性及穩定性；

振動(dòng)

對整個(gè)試驗工裝的振動(dòng)情況進(jìn)行記錄，對每一時(shí)刻的振動(dòng)值進(jìn)行記錄，在整個(gè)測試中的振動(dòng)趨勢變化可以全程跟蹤軸承的狀態(tài)，是否出現異常以及異常的趨勢變化，分析軸承在測試中哪一階段開(kāi)始出現異常，是否出現打滑等狀況；

電流

對測試全程進(jìn)行監測電流狀況，電流的變化趨勢，是否出現過(guò)載等；

溫度

溫升

在測試中，對每套軸承的溫度、溫升進(jìn)行逐一監控，進(jìn)行詳細記錄每套軸承在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度狀況，對整個(gè)測試的溫度變化形成趨勢，是否形成異常高溫等；

分析

失效

可靠度也叫可靠性，指的是產(chǎn)品在規定的時(shí)間內，在規定的條件下，完成預定功能的能力，包括結構的安全性，適用性和耐久性。
最佳線(xiàn)性不變估計

a）完全試驗

b）截尾試驗

依據b、v估計L_10t、L_50t以及R_e基本額定壽命試驗值：

可靠度：

合格判定

1）L_10t、R_e數據一般精確到兩位有效數字；

2）L_10t/L_10h≥Z即為合格，其中球軸承Z=1.4，滾子軸承及調心球軸承Z=1.2；

3）根據質(zhì)量要求，按如下進(jìn)行合格評定，長(cháng)壽命試驗時(shí)，試驗報告還應給出達到合格倍數的值；

驗證試驗：達到合格壽命為驗證試驗合格；

鑒定試驗：達到合格壽命3倍為鑒定試驗合格。

（來(lái)源：CHIPRO馳創(chuàng )工業(yè)服務(wù)）

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