滚动轴承寿命性能试验技术现状及发展
我国滚动轴承磨损失效分析现状及展望
1引言在能源消耗不断加剧的社会环境下，提升现有材料与能源的利用效率，实现机械设备的长效运转，成为相关部门与行业的研究发展的方向。
滚动轴承在机械运转与工业生产中具有重要的作用，对其磨损失效的分析方法、修复途径进行研究，能够大力提升资源与能源的利用率，促进行业的可持续发展。
2滚动轴承磨损的类型根据滚动轴承摩擦表面破坏机理及特征，滚动轴承磨损的类型可以分为疲劳磨损、粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损四种[1]。
疲劳磨损是指两个相互滚动的或滚动兼滑动的摩擦表面，由于循环的接触作用，导致材料疲劳剥落形成凹坑，是滚动轴承磨损失效的主要形式；粘着磨损是摩擦副表面粘着点产生断裂磨损，划伤、涂抹以及粘连等均会造成粘着磨损的产生；磨粒磨损是由于外界硬颗粒或是硬凸起导致的表面材料脱落；腐蚀磨损是摩擦副表面与其他介质产生化学反应或是电化学反应形成的表面损伤。
3影响滚动轴承磨损失效的因素3.1摩擦条件摩擦条件是影响滚动轴承磨损的重要因素，摩擦条件包含零件运动形式、摩擦表面接触形式以及运动速度和荷载方式等。
一般来说，滚动轴承在运行中承受的轴向荷载过大时，将会造成轴承偏载，进而引发轴承磨损失效。
同时，由于滚动轴承内外圈同滚动体间的接触和运动，轴承零件尺寸于形状发生变化时，不可避免地会造成轴承的磨损失效。
另外，接触不良造成轴承局部荷载过大引发的轴承磨损失效是造成滚动轴承磨损失效的重要原因之一。
3.2轴承材质及表面状态不同材质的轴承材料将会形成不同的摩擦副，摩擦副过硬时容易产生磨粒磨损，而摩擦副较软时则容易产生粘着磨损[2]。
相关研究显示，国产滚动轴承由于材质方面碳化物颗粒相对较大，发生疲劳磨损的几率很高。
同时，摩擦副基体的非金属夹杂物将会使轴承产生疲劳接触，寿命降低。
另外，轴承在循环应力的过程中，容易发生脆性夹杂物集中的状况，从而引发轴承早期疲劳磨损的产生。
在滚动轴承应用的过程中进行表面喷涂等表面状态处理，将会使轴承磨损得到有效防控。
滚动轴承寿命预测技术的研究
滚动轴承寿命预测技术的研究随着工业和科技不断的发展，滚动轴承作为一种重要的机械零件，被广泛地应用于各个行业中。
但是，由于其使用寿命有限，在运行一定时期后需要更换或进行维修。
因此，如何准确地预测滚动轴承的寿命，合理地进行维护和更换，已成为行业内的一个重要课题。
近年来，滚动轴承寿命预测技术的研究取得了不少进展。
本文主要介绍其中的一些研究成果和发展趋势。
一、寿命预测方法目前，滚动轴承的寿命预测方法大致可以分为三类：经验法、应力分析法和状态监测法。
经验法是通过历史数据，统计分析求得寿命的一种方法。
这种方法的优点是简单易行，适用于已有历史数据或样机的情况。
但是，经验法忽略了轴承的工作环境因素，寿命预测的精度较低。
应力分析法是根据轴承的材料、结构和工作环境等因素，对轴承在使用过程中所受到的载荷和应力进行计算分析，并预测其寿命。
这种方法的优点是计算精度高，对于新轴承的寿命预测较为准确。
但是，应力分析法需要大量的材料力学和应力分析知识，且对轴承材料的特性了解不够全面，因此在某些工作环境下预测结果难以准确。
状态监测法是通过监测轴承内部的振动、温度、油液清洁度等状态指标来判断轴承的工作状态和寿命，它是一种目前应用较广泛的寿命预测方法。
状态监测法的优点是操作简便，能够实时监测，反应灵敏，而且对于现场检测和实际应用情况具有很强的适应性。
但是，状态监测法的缺点是受监测指标的影响较大，准确性存在一定问题。
二、寿命预测技术的研究演进随着科技的进步和工业发展的需要，滚动轴承寿命预测技术也在不断地得到改进和完善。
下面简要介绍一下寿命预测技术的研究演进过程。
1. 经典寿命预测法经典寿命预测法是基于滚动轴承的材料和结构来进行寿命预测的方法。
这种方法主要考虑滚动体与架的接触和变形，通过计算轴承的应力和变形来预测其寿命。
2. 动态寿命预测法动态寿命预测法是根据对轴承实际运行情况的监测和分析，使用自适应控制技术来进行寿命预测的方法。
这种方法可以更精准地预测轴承的寿命，减少轴承寿命预测误差。
铁路机车车轮轴承寿命评估及其国内外行业现状调查
铁路机车车轮轴承寿命评估及其国内外行业现状调查随着铁路交通的迅速发展，日益严峻的运输任务对铁路机车车轮轴承的寿命评估提出了更高的要求。
因此，本文旨在探索铁路机车车轮轴承寿命评估的内涵，并调查其在国内外的行业现状。
一、铁路机车车轮轴承寿命评估的内涵首先，铁路机车车轮轴承寿命评估需要考虑以下方面：轮轴质量、车轮轴承质量、使用环境等因素。
这些因素都会对铁路机车车轮轴承的运转寿命产生重要影响。
针对这些影响因素，需要采取相应措施，以确保铁路机车的正常运行。
其次，铁路机车车轮轴承寿命评估需要借助现代技术手段，进行定期检测和诊断。
目前，常用的检测手段包括振动分析、热诊断、噪声分析等。
这些手段可以及时检测车轮轴承的运行状态，并进行预警，为车辆维修和更换提供了依据。
最后，铁路机车车轮轴承寿命评估需要建立完善的管理机制。
这一机制包括规范的维修标准、合理的质量监控体系等。
只有这样，才能有效保障铁路机车的安全运行和长期发展。
二、国内外行业现状调查1. 国内目前，我国铁路行业在机车车轮轴承寿命评估方面已取得了一定的成果。
铁路部门建立了一套完整的车轮轴承寿命预测模型，通过定期检测并记录车轴承的各项技术指标，实现了对车轮轴承寿命的有效监测和预警。
此外，我国铁路部门还采用先进的数字化和信息化技术，实现了对车轮轴承寿命的全程监控和管理。
2. 国外相比之下，国外的铁路行业在机车车轮轴承寿命评估方面更加成熟。
欧美等发达国家已经建立起了一套完善的机车车轮轴承寿命评估体系。
这些国家不仅采用了先进的检测和诊断技术，还实现了对车轮轴承的实时监测和管理。
此外，这些国家还注重对车轮轴承生命周期成本的控制，通过合理的管理手段，降低车轮轴承的运营成本和能源消耗。
三、结语铁路机车车轮轴承寿命评估是铁路交通安全的重要保障措施。
通过对其内涵和国内外行业现状的调查研究，我们可以看到进一步加强铁路机车车轮轴承寿命评估对于促进铁路行业的可持续发展具有重要意义。
滚动轴承产品技术发展的现状与方向
专题综述ＤＯＩ：１０．１９５３３／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－３７６２．２０２０．０８．０１５滚动轴承产品技术发展的现状与方向杨晓蔚１，２，３（１．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 ４７１０３９；２．中浙高铁轴承有限公司，浙江 衢州 ３２４０００；３．高端轴承摩擦学技术与应用实验室，河南 洛阳 ４７１００３）摘要：以全球轴承工业的视野，截取２１世纪以来近２０年的历史跨度，在系统分析世界著名轴承公司主导产品的基础上，从技术和产品２个层面阐述了轴承产品技术发展现状，从减摩化、轻量化、单元化、智能化和鲁棒性等不同维度解析了轴承产品技术发展方向，并对未来总的发展方向及具体发展议题进行了展望。
关键词：滚动轴承；产品；技术；发展；现状；方向中图分类号：ＴＨ１３３．３３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００－３７６２（２０２０）０８－００６５－０６ＣｕｒｒｅｎｔＳｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄＤｉｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｏｌｌｉｎｇＢｅａｒｉｎｇＰｒｏｄｕｃｔｓＹＡＮＧＸｉａｏｗｅｉ１，２，３（１．ＬｕｏｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．ＺｈｏｎｇｚｈｅＨｉｇｈ－ＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＢｅａｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｕｚｈｏｕ３２４０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｔｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＢｅａｒｉｎｇＴｒｉｂｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｇｌｏｂａｌｂｅａｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｓｐａｎｏｆｎｅａｒｌｙ２０ｙｅａｒｓｓｉｎｃｅｔｈｅｂｅ ｇｉｎｎｉｎｇｏｆ２１ｓｔｃｅｎｔｕｒｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｅａｄｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｗｏｒｌｄ－ｒｅｎｏｗｎｅｄｂｅａｒｉｎｇｃｏｍｐａ ｎｉｅｓ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｆｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｅａｒｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓｉｓｅｌａｂｏｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｌｅｖ ｅｌｓ．Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｅａｒｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆａｎｔｉｆｒｉｃｔｉｏｎ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｕｎｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ．Ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｇｅｎｅｒａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓｓｕｅｓａｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ｐｒｏｄｕｃｔ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 滚动轴承（以下简称轴承）产品技术，是指将轴承作为一整类产品，其所包含的技术内涵或体现的技术特性，如高精度、高转速、低噪声、高载荷容量、长寿命与高可靠性等。
基于可靠性的滚动轴承寿命预测技术研究
基于可靠性的滚动轴承寿命预测技术研究滚动轴承作为机械设备中最常见、最重要的部件之一，承担着支撑和减摩的重要任务。
然而，在高速、高负荷、长时间运转的情况下，滚动轴承往往会出现损耗、磨损、变形等问题，从而影响机械设备的稳定性和持续运转能力。
因此，掌握并应用可靠的滚动轴承寿命预测技术，对于提高机械设备的运转效率和性能具有十分重要的意义。
一、滚动轴承寿命预测的必要性滚动轴承作为机械设备的关键部件之一，其使用寿命的长短直接影响到机械设备的正常运转和使用寿命。
一旦滚动轴承出现故障或损耗，就会对设备的运转效率和生产率造成严重影响，甚至需要进行设备更换和维修，不仅浪费时间和资金，还会给生产带来严重影响。
因此，掌握滚动轴承寿命预测技术，可以在滚动轴承出现故障之前提前发现并进行维修或更换，从而提高设备的使用寿命和稳定性。
二、基于可靠性的滚动轴承寿命预测技术在滚动轴承寿命预测技术中，基于可靠性的技术应用非常广泛。
该技术主要通过对滚动轴承运行状态的监测和分析，确定其失效时隙和失效概率，从而判断滚动轴承的可靠性和寿命。
具体来说，基于可靠性的滚动轴承寿命预测技术包括以下几个方面的内容：1、滚动轴承负荷分析滚动轴承使用寿命的长短与其受力情况有着密切的关系。
因此，在进行滚动轴承寿命预测时，需要对轴承的载荷进行分析，从而了解其受力情况。
一般来说，滚动轴承的载荷主要包括径向载荷和轴向载荷，而载荷的变化可能会导致滚动轴承的损耗和磨损，对其寿命造成不利影响。
2、滚动轴承振动分析滚动轴承受力时，会发生振动现象，而振动的幅度和频率也会对轴承寿命产生重要影响。
因此，在进行滚动轴承寿命预测时，需要对该轴承进行振动分析，确定其振动频率和振幅，对其寿命进行评估和预测。
3、滚动轴承温度分析滚动轴承在工作时会发生摩擦，从而产生热量，使其温度不断升高，因此，滚动轴承的寿命也会随温度的升高而减短。
因此，通过对轴承温度的监测和分析，可以判断轴承的寿命和可靠性。
航空发动机滚动轴承寿命预测技术研究
航空发动机滚动轴承寿命预测技术研究随着科技的进步和航空事业的蓬勃发展，航空发动机已经成为了一个不可或缺的重要组成部分。
由于工作负荷大、环境恶劣等原因，发动机滚动轴承的损耗率较高，因此对于航空发动机滚动轴承寿命预测技术的研究越来越受到关注。
一、航空发动机滚动轴承寿命预测技术的背景滚动轴承是现代化机械中常见的零部件，可以用于机械传动系统的动转静支撑。
其中，航空发动机滚动轴承对于航空器的安全稳定运行具有至关重要的作用。
但随着航空器日益复杂化和航班次数增多，滚动轴承往往需要在恶劣环境下长时间运行，其损耗率较高，这就给飞行安全带来了较大隐患。
因此，对于滚动轴承寿命的预测技术研究变得越来越重要。
二、航空发动机滚动轴承寿命预测技术种类1.模型预测算法模型预测算法是一种较为常见的预测方法，可以通过对滚动轴承寿命的历史数据进行分析，建立合理的预测模型。
当需要对预测因素进行计算时，可以使用历史数据中的特定指标，如转速变化、振动和温度等等，利用这些指标可以准确地预测滚动轴承的寿命。
2.经验公式计算法经验公式计算法是一种基于经验公式推算滚动轴承寿命的预测方法。
这种方法通常是基于生产经验和实际生产操作的理论性质建立的，可以通过设计或选择适当的修正因素来完成滚动轴承寿命的预测计算。
由于经验公式主要来源于生产经验，其计算结果的可靠性较低，因此对于航空发动机寿命预测不适用。
三、航空发动机滚动轴承寿命预测技术的关键点1.寿命预测模型的正确性寿命预测模型的构建需要正确的数据源，如果数据源不可靠或者数据样本不足，建立的预测模型无法很好地满足预测的准确性要求。
2.预测方法的选择尽管各种预测方法具有各自的优缺点，但选择恰当的预测方法是预测成功的重要关键。
需要根据滚动轴承寿命的数据来源、性质、分析方法、经验和实际情况等因素综合考虑。
3.数据的收集和分析数据收集和分析是预测成功的基础，因为准确的数据源对于准确的预测结果至关重要。
收集数据时，应注重数据的及时性和真实性，采取多种手段保证数据的可靠性。
滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展
滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展滚动轴承是广泛应用的重要机械基础件,其质量的好坏直接影响到主机性能的优劣,而轴承的寿命则是轴承质量的综合反映,在中国轴承行业“十一五”发展规划中,重点要求开展提高滚动轴承寿命和可靠性工程技术攻关;低载荷、高转速的传统轴承寿命试验方法周期长、费用高且试验结果的可靠性差,而强化试验则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下,大大地缩短试验时间,降低了试验成本,从而加快了产品的开发周期和改进步伐,因此轴承寿命强化试验受到越来越多的关注、研究和应用;轴承快速寿命试验包含了比轴承寿命强化试验更为广泛的内涵,它不仅在寿命试验方面,而且在寿命试验的设计,寿命数据的处理、分析,寿命的预测评估,轴承失效的快速诊断、分析、处理等系统技术方面具有更新更广的内容;轴承寿命理论的现状及发展早在1939年,Weibull提出滚动轴承的疲劳寿命服从某一概率分布,这就是后来以其名字命名的Weibull分布,认为疲劳裂纹产生于滚动表面下最大剪切应力处,扩展到表面,产生疲劳剥落,Weibull给出了生存概率S与表面下最大剪切应力τ、应力循环次数N和受应力体积V的关系：1瑞典科学家Palmgren经过数十年的数据积累,于1947年和Lundberg一起提出了滚动轴承的载荷容量理论,又经过五年的试验研究,该理论才得以完善;该理论认为接触表面下平行于滚动方向的最大交变剪切应力决定着疲劳裂纹的发生,考虑到材料冶炼质量对寿命的影响,同时指出：应力循环次数越多、受力体积越大,则材料的疲劳破坏概率就越大,提出了统计处理接触疲劳问题的指数方程：2式中 S——轴承使用寿命τ0——最大动态剪切应力振幅z0——最大动态剪切应力所在的深度c、e、h——待定指数,由轴承试验数据确定V——受应力体积N——应力循环次数,以万次计经过推导和大量轴承试验数据分析,获得Lundberg-Palmgren额定寿命计算公式：3式中 L10 ——基本额定寿命,百万转Cr ——基本额定动载荷,NP ——当量动载荷,Nε——寿命指数,球轴承取3,滚子轴承取10/3该公式1962年已由ISO列为推荐标准,并于1977年修正为正式的国际标准ISO 281/1－1977;L-P模型能很好地解释滚动轴承失效机理和预测寿命,但是随着技术的发展,特别是炼钢技术的极大提高,使得轴承的实际寿命比计算寿命大很多,人们经过研究发现轴承经过长时间的运转后,也可以从表面产生裂纹,然后向深处扩展;20世纪70年代初,Chiu P和Tallian T E提出了考虑表面的裂纹生成方式的接触疲劳工程模型,该模型可以解释一些L-P模型难以解释的问题,例如表面粗糙度、弹流油膜厚度、切向摩擦牵引力以及润滑介质存在污染物等情况对接触疲劳的影响;20世纪80年代,Ioannides E和Harris T A在引进了材料疲劳极限应力和考虑应力体积内各点应力及其深度的情况下,给出了I-H模型,该模型比L-P模型考虑的更加细致和接近实际情况;但Zaretsky E V认为该模型高估了轴承的寿命;Zaretsky E V提出的基于Weibull模型基础上的修正模型、Cheng W Q和Cheng H S提出的用疲劳裂纹产生的时间来表示轴承寿命的C-C模型、Tallian T E提出的T模型、Yu W K和Harris T A提出的Y-H模型都从不同的角度提出了对寿命的预测方法; 20世纪80年代,瑞典SKF轴承公司的研究人员在L-P理论的基础上得出了通用的轴承寿命计算模型,而L-P模型仅是该理论模型的一种特殊情况;该新寿命理论数学模型在1984年ASME/ASCE联合润滑会议上发表;该理论可用下式表示：4式中σu——为材料疲劳极限应力σ——疲劳裂纹产生的诱发应力,可为最大交变剪切应力,最大静态剪应力,最大八面剪切应力VR——受应力体积区域Z'——为应力σ所在的平均深度N——应力循环次数,以百万次计SN——轴承使用概率A——常数c、e、h——待定指数,由轴承试验数据确定该理论引入了局部应力和材料疲劳极限的概念,计算的出发点是局部应力,更加符合疲劳强度的设计思路,按照该理论,计算额定寿命简化式可表示为：5其中aSKF为寿命调整系数,它包括了润滑、污染、疲劳极限和轴承当量动载荷之间的复杂关系,它的值由污染系数ηc、轴承疲劳极限载荷Pu、当量动载荷P 和粘度系数K之间的函数关系给出;ηc系数则考虑了润滑剂的污染及其对轴承寿命的影响;目前这一理论仅在SKF内部使用;在国际标准ISO 281:1990中也给出了修订的额定寿命计算式：Lna=a1axyzL106该修订公式中的修正系数axyz考虑到材料、润滑、环境、杂质颗粒、套圈中内应力、安装和轴承载荷等因素对轴承寿命的影响;目前该修正式已被我国正式引用并作为我国滚动轴承行业产品寿命的推荐性文件;科学准确地预测轴承疲劳寿命一直是机械工程学者关心又难以解决的难题,三参数Weibull分布和修正的Palmgren-Miner疲劳损伤累积法将是滚动轴承应用中亟待研究的课题,同时建立关于轴承疲劳机理研究、失效因素分析、材料冶炼加工工艺、试验数据分析等的数据库也是任重道远;轴承寿命快速试验机的现状及发展20世纪早期,我国轴承行业一直沿用前苏联的ZS型轴承寿命试验机进行轴承寿命试验,这种试验机的性能已明显落后于试验发展需要;从美国引进的F&M 5″新型滚动轴承疲劳寿命试验机除了价格昂贵外,还采用气动高压动力源和60Hz的电频率,不太适合中国的国情;因此在20世纪的90年代,在吸取国外先进试验机的基础上,杭州轴承试验研究中心研制了新一代自动控制滚动轴承疲劳寿命强化试验机B10-60R及其改进的ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机,大大地推进了中国轴承行业轴承寿命试验系统技术的进步;1. ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机主要性能参数ZS型滚动轴承疲劳寿命试验机的主要性能参数见表1ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机的性能比较见表2;2. ABLT-1B10-60R型滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数与ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机相比,ABLT-1B10－60R型试验机主要作了如下改进：1在 F&M 5″型试验机的基础上,设计一套在径向和轴向都装有薄膜油缸的试验头座组合件,加载油缸传递推力时有调整件和补偿件,保证了精度;设置手动辅助返回动作机构,以利试验头的顺利装拆等;2传动轴由两套深沟球轴承悬臂支撑,传动轴一端固定,一端游动,用弹簧消隙,电动机座部件支撑倒悬,结构紧凑,增加减振措施,增强了稳定性;3加载系统采用薄膜式液压缸,占用空间小、成本低,同时液压缸进出油口安装电磁换向阀,便于自动控制;4温度记录装置和振动信号处理装置等附属装置挂于机架上;该型号试验机的主要性能参数如表3所示;3. ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数在消化吸收和改进各种轴承寿命试验机的基础上,我国自行设计研制的ABLTAccelerated Bearing Life Tester系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机,具有完全自主知识产权的新型轴承寿命试验技术和方法,通过个性化设计,能满足大多数滚动轴承疲劳寿命强化试验的需要;其主要性能参数如表4所示;20世纪90年代以前,我国的轴承行业一直沿用前苏联的ZS型试验机和试验规范进行轴承的寿命试验,该试验技术试验精度低、加载系统不稳定、没有自动控制系统,远远不能满足大量试验工作的需要;ABLT-1寿命强化试验机试验技术一定程度地采用了自动化控制技术,具有操作方便、精度大大提高、使用可靠、减少了劳动强度;ABLT系列疲劳寿命强化试验机吸收了以前试验技术的优点,进一步加强和完善了自动化控制水平;目前这一轴承寿命强化试验系统技术已被瓦房店轴承集团有限公司检测试验中心、宁波摩士轴承研究院、重庆长江轴承工业有限公司、中国石化润滑油公司天津分公司、杭州诚信汽车轴承有限公司等国内外众多用户广泛认可并应用;在ABLT系列试验机的基础上,进一步开发A2BLT+F2ASTAutomatic Accelerated Bearing Life Tester & Fast Failure Analysis System Technology 寿命强化试验机和进一步研究开发包括快速失效诊断技术、快速失效分析技术、快速失效处理技术等三大方面技术,将是我们轴承行业试验机研发的下一个重要的课题;轴承快速寿命试验技术现状及发展由于影响轴承寿命的因素太多、太复杂,而轴承疲劳寿命理论仍需进一步完善,因此进行寿命试验成为评定轴承寿命的主要手段;相对于SKF、INA/FAG、Timken/Torrington、NSK等国外公司,我国轴承寿命试验起步较晚,对失效机理等基础理论研究不足,目前尚处于大量积累试验数据的阶段;但是经过十几年的努力和发展,我国的轴承寿命试验技术已经得到了较大的发展并有很大的发展前景;早在20世纪40年代,美国就对产品的设计开始采用单因素环境模拟的研制试验与鉴定试验,用来检验设计的质量和可靠性;20世纪70年代,则开始采用综合环境模拟可靠性试验、任务剖面试验和验收模拟试验;在此后的很长时间内这些试验方法成为保障产品可靠性的主要手段;但由于环境模拟耦合作用的复杂性、高成本以及试验结果的滞后性,使得该类模拟试验技术丧失了一定的优势;与模拟试验的思路相反,环境应力激发试验则是用人为的施加环境应力的方法,加速激出并清除产品潜在缺陷来达到提高可靠性的目的;从早期的高温、温度循环、温度冲击等激发试验的形式,发展为现在公认的高温变率的温度循环和宽带随机振动,试验所施加的应力不必模拟真实环境,只要激发的效率越高越好;随着该试验技术的蓬勃发展,有人试图用标准的形式来加速这一技术的发展,但这种思路容易将试验方法重新拉回到模拟试验的轨道上去,况且不同的缺陷类型和不同失效机理必须使用不同的应力筛选方案来进行,因此这种以标准试验方法来规范试验的方法是不可取的;目前轴承行业广泛采用的可靠性强化试验技术是依据故障物理学,把故障或失效当作研究的主要对象,通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的;实践证明,该方法效果显着,并且与常规试验技术具有等效性和可比性;前苏联、瑞典的SKF、日本的NSK、NTN、英国的RHP现为日本NSK-RHP、奥地利的STEYR现为SKF-STEYR、美国的SKF和F&M公司均采用加大试验载荷来达到快速试验的目的;日本和欧美等国家的深沟球轴承强化试验中所采用的试验载荷已经接近或超过额定载荷的一半,如表5所示;模拟试验技术近年来得到广泛的重视,但是模拟试验成本较高、周期太长和模拟耦合的复杂性,使得模拟试验呈积木式、模块化方向发展;激发试验技术虽然国外有一定的研究,但是国内轴承行业目前还很少做过该类试验,同时这种试验方法目前都是在设计没有缺陷的前提下,针对生产过程的缺陷,对于设计缺陷还不能很好的排除;试验技术的智能化和个性化将是轴承寿命试验技术将来的发展方向,根据特定的试验条件,设定转速谱和载荷谱等以满足试验的要求,同时应用人工智能和专家系统等知识库技术来进行智能化处理;2005年10月,第一作者曾赴欧洲考察三周,在德国慕尼黑技术大学等培训学习汽车模拟试验技术,并实地考察了INA/FAG 轴承公司、KLUBER润滑脂公司及其测试中心的模拟试验现场情况,对此有了更深刻的感悟;轴承寿命试验数据处理及发展由于轴承寿命非常离散,一批同结构、同材料、同热处理、同加工方法的轴承在相同的工况下,其最高寿命和最低寿命相差几十倍甚至更多,因此对疲劳寿命试验数据需要用数理统计方法进行处理;近似服从滚动轴承疲劳寿命的理论分布有韦布尔W. Weibull分布以及对数正态分布寿命值取对数后符合正态分布等,但由于韦布尔分布更加接近于寿命试验结果,而且数据处理比较方便,所以目前论述轴承寿命的分布时,绝大多数用二参数的韦布尔分布,其分布函数为：7式中 FL——在规定的试验条件下,轴承运转到L小时而破坏的概率b——韦布尔分布斜率,描述轴承寿命的离散性和稳定性v——韦布尔分布的特征寿命,即当FL=时对应的轴承寿命小时数L——轴承出现疲劳破坏时运转小时数;早期国内主要依据JB/T7049-1993标准中提出的数据处理方法,利用最佳线性不变估计、最大似然估计法或Weibull图法,估计出轴承寿命的韦布尔参数b和V,从而求出试验寿命和可靠性等参数;这种方法较为准确,适合于完全试验、定数截尾试验、分组淘汰等试验的数据处理,但是使用该方法需要一定数量的试验数据,否则不能准确地估计出真实的轴承寿命;JB/T7049-1993现修订为JB/T50013-2000;JB/T50093-1997推荐了另外一种数据处理思路,即先假设韦布尔斜率,设置了质量系数、检验水平、接受门限、拒绝门限等参数,从而减少了很多以前烦琐的数据处理,较适用于定时截尾的试验方法,可以减少试验失效套数,减少试验时间,节约试验费用,但是使用范围有一定的局限性,且与别的数据处理方法的处理结果有一定的差距;第一作者用JB/T50093-1997规定的方法、图估计法、最佳线性无偏估计法、最佳线性不变估计法、最大似然估计法以及最小二乘法等六种方法对几组试验数据进行处理,得到b和v的估计值并加以比较,结果表明最小二乘法的偏差较大,其他几种方法的估计结果差别不大,因此用以上几种方法对轴承寿命进行估算时,关键还是收集数据的正确性;无失效数据的bayes分析法和无失效数据的配分布曲线法正在受到人们的关注和研究;杭州轴承试验研究中心有限公司企业博士后科研工作站试图与国内外着名高等院校合作,以市场为导向,产学研合作共赢的合作模式,在滚动轴承性能寿命的检测试验、故障诊断、寿命预测等相关领域进行研发攻关;随着轴承寿命试验数据处理技术的创新,必将促进滚动轴承快速寿命试验的发展;本篇文章来源于“中国金属加工在线”本篇文章来源于“中国金属加工在线”。
2023年滚动轴承行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
滚动轴承行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录前言 (4)一、2023-2028年宏观政策背景下滚动轴承业发展现状 (4)(一)、2022年滚动轴承业发展环境分析 (4)(二)、国际形势对滚动轴承业发展的影响分析 (5)(三)、滚动轴承业经济结构分析 (6)二、滚动轴承产业未来发展前景 (7)(一)、我国滚动轴承行业市场规模前景预测 (7)(二)、滚动轴承进入大规模推广应用阶 (8)(三)、中国滚动轴承行业的市场增长点 (8)(四)、细分滚动轴承产品将具有最大优势 (9)(五)、滚动轴承行业与互联网等行业融合发展机遇 (9)(六)、滚动轴承人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (10)(七)、滚动轴承行业发展需要突破创新瓶颈 (11)三、滚动轴承业数据预测与分析 (11)(一)、滚动轴承业时间序列预测与分析 (11)(二)、滚动轴承业时间曲线预测模型分析 (13)(三)、滚动轴承行业差分方程预测模型分析 (13)(四)、未来5-10年滚动轴承业预测结论 (14)四、滚动轴承企业战略选择 (14)(一)、滚动轴承行业SWOT分析 (14)(二)、滚动轴承企业战略确定 (15)(三)、滚动轴承行业PEST分析 (15)1、政策因素 (15)2、经济因素 (16)3、社会因素 (17)4、技术因素 (17)五、2023-2028年滚动轴承业市场运行趋势及存在问题分析 (17)(一)、2023-2028年滚动轴承业市场运行动态分析 (17)(二)、现阶段滚动轴承业存在的问题 (18)(三)、现阶段滚动轴承业存在的问题 (18)(四)、规范滚动轴承业的发展 (20)六、滚动轴承企业战略保障措施 (20)(一)、根据企业的发展阶段，及时调整组织架构 (21)(二)、加强人才培养与引进 (22)1、制定人才整体引进方案 (22)2、渠道人才引进 (22)3、内部员工竞聘 (23)(三)、加速信息化建设步伐 (23)七、宏观经济对滚动轴承行业的影响 (24)(一)、滚动轴承行业线性决策机制分析 (25)(二)、滚动轴承行业竞争与行业壁垒分析 (25)(三)、滚动轴承行业库存管理波动分析 (26)八、关于未来5-10年滚动轴承业发展机遇与挑战的建议 (26)(一)、2023-2028年滚动轴承业发展趋势展望 (26)(二)、2023-2028年滚动轴承业宏观政策指导的机遇 (26)(三)、2023-2028年滚动轴承业产业结构调整的机遇 (27)(四)、2023-2028年滚动轴承业面临的挑战与对策 (27)九、滚动轴承业突破瓶颈的挑战分析 (28)(一)、滚动轴承业发展特点分析 (28)(二)、滚动轴承业的市场渠道挑战 (28)(三)、滚动轴承业5-10年创新发展的挑战点 (29)1、滚动轴承业纵向延伸分析 (29)2、滚动轴承业运营周期的挑战分析 (30)前言中国的滚动轴承业在当前复杂的商业环境下逐步发展，呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。
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•Ⅱ 轴承寿命理论的 现状及发展
3. L-P公式：该公式1962年已由ISO列为推荐 标准，并于1977年修正为正式的国际标准ISO 281/1－1977。
•Ⅱ 轴承寿命理论的 现状及发展
4. SKF通用轴承寿命计算模型:该理论引入了 局部应力和材料疲劳极限的概念，计算的出发 点是局部应力，更加符合疲劳强度的设计思路 。L-P模型仅是该理论模型的一种特殊情况。 该新寿命理论数学模型在1984年 ASME/ASCE联合润滑会议上发表。
500 ~ 5000 (可调) 250 125 7.5 kW 0.75 kW 约9
约2000 1750×900×1200
ABLT-3
球轴承
φ5 ~ 12 2 ~ 4套 5000 ~36000 (可调)
1.5 0.4 1.5 kW 40 W 约1.8 10℃~ 40℃ 约500
•静态时
•滚动体与滚道接触 处的弹性变形
•动态时
•滚动前方的材 料被拉伸
•弹性恢复 滞后产生摩
擦
•动态时 •滚动后方的 •材料被压缩
•轴承材料材料疲表层劳疲劳剥理论离的发机展 理的发展和引深
•材料表层的疲劳剥离机理
•NSK
•材料表 层下的非
金属夹杂 物
•非金属夹杂 物边缘的应
力集中，出 现的“蝶形
4.5 1440
•Ⅲ 轴承寿命快速试验机 的现状及发展
3. ZS型和F&M 5”型滚动轴承疲劳寿命试验机的性能比较：
比较项目
ZS型
F&M 5”型
试验头
单个试验头，单机尺寸 小
试验轴承装拆 封闭式，不便装拆
加载性能 润滑性能
手动带温度补偿和蓄能 油缸
封闭式强制循环润滑， 油温不可控，
两套试验头，开启式
I. 引言 II. 轴承寿命理论的现状及发展 III. 轴承寿命快速试验机的现状及发展 IV. 轴承快速寿命试验技术现状及发展 V. 轴承寿命试验数据处理及发展
引言
滚动轴承是广泛应用的重要机械基础件，其质量的好坏直接 影响到主机性能的优劣，而轴承的寿命则是轴承质量的综合反映 ，在中国轴承行业“十一五”发展规划中，重点要求开展提高滚动 轴承寿命和可靠性工程技术攻关。低载荷、高转速的传统轴承寿 命试验方法周期长、费用高且试验结果的可靠性差，而强化试验 则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下，大大地缩短试验时间 ，降低了试验成本，从而加快了产品的开发周期和改进步伐，因 此轴承寿命强化试验受到越来越多的关注、研究和应用。轴承快 速寿命试验包含了比轴承寿命强化试验更为广泛的内涵，它不仅 在寿命试验方面，而且在寿命试验的设计，寿命数据的处理、分 析，寿命的预测评估，轴承失效的快速诊断、分析、处理等系统 技术方面具有更新更广的内容。
•Ⅱ 轴承寿命理论的 现状及发展
5. SKF通用轴承寿命计算简化式：
其中：aSKF为寿命调整系数，它包括了润滑、污染、疲劳极 限和轴承当量动载荷之间的复杂关系，它的值由污染系数ηc 、轴承疲劳极限载荷Pu、当量动载荷P和粘度系数K之间的函 数关系给出。ηc系数则考虑了润滑剂的污染及其对轴承寿命 的影响。目前这一理论仅在SKF内部使用。
•Ⅲ 轴承寿命快速试验机 的现状及发展
2. ZS型滚动轴承疲劳寿命试验机的主要性能参数：
试验机型号
试验轴承（mm） 活塞面积（cm2）
工作温度（℃）
内径 外径 径向 轴向
试验轴承转速（r/min）
试验轴承最大载荷 （kN/套） 润滑方式
驱动电机
径向 轴向
功率（kW） 转速（r/min）
ZS15—30
Ⅱ 轴承寿命理论的 现状及发展
1.Weibull分布：1939年，Weibull提出的认为疲劳
裂纹产生于滚动表面下最大剪切应力处，扩展到表面， 产生疲劳剥落，Weibull给出了生存概率S与表面下最大 剪切应力τ、应力循环次数N和受应力体积V的关系：
•Ⅱ 轴承寿命理论的 现状及发展
2.载荷容量理论：1947年，Palmgren和 Lundberg一起提出了滚动轴承的载荷容量理论 。该理论认为接触表面下平行于滚动方向的最大 交变剪切应力决定着疲劳裂纹的发生，考虑到材 料冶炼质量对寿命的影响，同时指出：应力循环 次数越多、受力体积越大，则材料的疲劳破坏概 率就越大，提出了统计处理接触疲劳问题的指数 方程：
最大轴向载荷/kN
主轴电机
电 源
油泵电机
功率消耗 / kW
环境温度
总质量/kg
整机尺寸/mm
ABLT-1A
ABLT-2
球轴承和滚子轴承 （尤其是汽车轮毂轴承）
φ10 ~ 60
φ60 ~ 120
1000 ~ 10000 (可调) 100 50 3 kW 0.37 kW 约3.5
约1000 1500×720×1200
滚动轴承寿命性能试验 技术现状及发展
2020年7月19日星期日
杭轴研简介
杭州轴承试验研究中心是联合国援助中国 轴承行业1980年创建的唯一的质检及研究机构 ，主要从事轴承动态性能和疲劳寿命等高新技 术应用 研究以及轴承相关产品开发、检测和试 验等研究工作。拥有国际上比较先进的测试仪 器和设备，技术力量雄厚，20多年来有多项科 研成果在全国推广应用，已形成了较为完善的 开发、制造、检测和服务体系。
•小颗粒在滚动 表面破坏润滑 油膜的连续性
•NSK
•太大颗粒沉淀在 •底部，如沉淀在 •滚动表面，直接
•破坏表面形貌
•正常颗粒悬浮在润滑 •油中，随润滑油流动
•太小颗粒凝结 •和沉淀在滚动 •表面破坏润滑 •油膜的连续性
•Ⅲ 轴承寿命快速试验机 的现状及发展
1.引言
20世纪早期，我国轴承行业一直沿用前苏联的ZS型轴承寿命试 验机进行轴承寿命试验，这种试验机的性能已明显落后于试验 发展需要。从美国引进的F&M 5”新型滚动轴承疲劳寿命试验机 除了价格昂贵外，还采用气动高压动力源和60Hz的电频率，不 太适合中国的国情。因此在20世纪的90年代，在吸取国外先进 试验机的基础上，杭州轴承试验研究中心研制了新一代自动控 制滚动轴承疲劳寿命强化试验机B10-60R及其改进的ABLT系 列滚动轴承疲劳寿命强化试验机，大大地推进了中国轴承行业 轴承寿命试验系统技术的进步。
创新研究、开发及生产的综合能力
HBRC理念
HBRC ：Concentration on people 崇尚以人为本的管理
资历证书Ⅰ
资历证书Ⅱ
资历证书Ⅲ
资历证书Ⅳ
滚动轴承
精度 性能 寿命 可靠性
滚动轴承寿命
精度寿命 磨损寿命 振动寿命 噪音寿命 疲劳寿命
滚动轴承寿命性能试验技术 现状及发展
杭轴研简介
（续）2002年根据政府要求在中国质
量检验机构中率先成功改制为科技民营股份制
企业。2003年3月经中国实验室国家认可委员
会(CNAL)和中国机械工业联合会(CMIF)评审
，成为中国轴承行业首家通过ISO/IEC 17025
的科技民营国家级检测实验室，且具有独立法
人资格，检测试验数据能国际互认。
•影响与成效；
• 大大提高轴承产品质量和轴承的载荷能力，优化轴承结构，完善轴承的优化设计；
•局限与不足；
• 寿命评估仅局限于对轴承的自身 ，改革仅涉及轴承制造业内。
轴承实际失效分析的启发
•滚动轴承实际失效分析的启发
•1/3
•1/
•润滑
3
失效
•安
装污
染
•好的轴承必须有良 好的维护！
•1/3
•材料疲 劳
•滚动轴承的失效
•轴承的失效并非完 全是轴承的质量问题 ！
•材料的疲劳失效 • 34％
•润滑失效 • 36％
•污染失效 • 14％
•安装失效 • 16％
材料表层疲劳理论
•雷诺滑动
•雷 诺 滑 动 •雷诺滑动 •交变应力与雷诺滑动
• 滚动轴承工作表面并非“刚性体”，在滚动体与滚道接触处会发生弹性变形，局部材 料会发生拉伸和压缩，材料承受拉伸与压缩的交变的应力作用的同时在滚动工作表面 产生滑动摩擦。
科学准确地预测轴承疲劳寿命一直是机械工程学者关心又难以解决的难题，三参 数Weibull分布和修正的Palmgren-Miner疲劳损伤累积法将是滚动轴承应用中 亟待研究的课题，同时建立关于轴承疲劳机理研究、失效因素分析、材料冶炼加 工工艺、试验数据分析等的数据库也是任重道远。
•1962年国际标准化组织ISO 281标准的滚动轴承寿命的计算公式
Palmgren）工程师于1947年提出的理论为基础，依据是1936年的Weibull的疲劳概率理论。
•理念体现；
• 轴承的载荷能力和轴承的实际载荷的大小是确定轴承寿命的唯一因素。
•轴承产品市场的导向；
• 1) 轴承内部承载能力的开发－轴承结构的优化设计；
• 2) 轴承结构改进偏向于滚动体的直径、长度和个数的增加； • 3) 以调心滚子轴承为典型的结构与保持架的开发、设计与改进；
一般寿命计算公式
•L10=[C/P]e
•式中；C—轴承额定动载荷；C=f（DW、Le、Z…）
•
P —轴承当量动载荷；
•
•理论基础；
e —寿命计算系数；滚子轴承；e＝10/3 、 球轴承；e=3
• 瑞典哥德堡查尔默斯技术大学G.论德伯格（Gustaf Lundberg）教授和SKF的A.帕尔默哥莱（Arvid
•凹痕
•裂纹的起源在 材料表面的应
力集中点
•NSK
•接触应力 •应力分布
•裂纹由表面向内发 展，再由内向外形
成剥离
材料表面疲劳
•轴承材料疲劳剥剥离离机机理2理的发展和引深
•材料表面的疲劳剥离机理 •－由润2 滑与污染引起的材料表面剥离－