滚针轴承寿命预测得计算
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算1 基本额定寿命和基本额定动载荷轴承中任一元件出现疲劳点蚀前的总转数或一定转速下工作的小时数称为轴承寿命。
大量实验证明，在一批轴承中结构尺寸、材料及热处理、加工方法、使用条件完全相同的轴承寿命是相当离散的（图1是一组20套轴承寿命实验的结果），最长寿命是最短寿命的数十倍。
对一具体轴承很难确切预知其寿命，但对一批轴承用数理统计方法可以求出其寿命概率分布规律。
轴承的寿命不能以一批中最长或最短的寿命做基准，标准中规定对于一般使用的机器，以90%的轴承不发生破坏的寿命作为基准。
（1）基本额定寿命 一批相同的轴承中90%的轴承在疲劳点蚀前能够达到或超过的总转数r L （610转为单位）或在一定转速下工作的小时数()h h L 。
图1 轴承寿命试验结果可靠度要求超过90%，或改变轴承材料性能和运转条件时，可以对基本额定寿命进行修正。
（2）基本额定动载荷 滚动轴承标准中规定，基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，用字母C 表示，即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作一百万转而不发生点蚀失效的概率为90%。
基本额定动载荷是衡量轴承抵抗点蚀能力的一个表征值，其值越大，轴承抗疲劳点蚀能力越强。
基本额定动载荷又有径向基本额定动载荷（r C ）和轴向基本额定动载荷（a C ）之分。
径向基本动载荷对向心轴承（角接触轴承除外）是指径向载荷，对角接触轴承指轴承套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量。
对推力轴承指中心轴向载荷。
轴承的基本额定动载荷的大小与轴承的类型、结构、尺寸大小及材料等有关，可以从手册或轴承产品样本中直接查出数值。
2 当量动载荷轴承的基本额定动载荷C （r C 和a C ）是在一定条件下确定的。
对同时承受径向载荷和轴向载荷作用的轴承进行寿命计算时，需要把实际载荷折算为与基本额定动载荷条件相一致的一种假想载荷，此假想载荷称为当量动载荷，用字母P 表示。
当量动载荷P 的计算方法如下：同时承受径向载荷r F 和轴向载荷a F 的轴承()P r a P f XF YF =+（1）受纯径向载荷r F 的轴承（如N 、NA 类轴承）P r P f F =（2）受纯轴向载荷a F 的轴承（如5类、8类轴承）P a P f F =（3）式中：X ——径向动载荷系数，查表1； Y ——轴向动载荷系数，查表1； P f 冲击载荷系数，见表2。
滚动轴承寿命计算公式
轴承寿命计算公式
右图为在大量实验研究基础上得出
的代号为6207的轴承的载荷－寿命曲
线。
该曲线表示此类轴承的载荷P与基
本额定寿命L10 之间的关系。
曲线上相
应与寿命L10为一百万转的载荷
（25.5kN），即为6207轴承的基本额定
动载荷C。
其它型号的轴承，也有与上
述曲线的函数规律完全一样的载荷－寿
命曲线。
把此曲线用公式表示为：
或 （小
时）
式中：L10为以转数计的滚动轴承基本额定寿命
L h为以小时计的滚动轴承基本额定寿命
C 为滚动轴承的基本额定动载荷（单位：N）
P 为滚动轴承的当量额定动载荷（单位：N）
n 为滚动轴承的工作转速（单位：r/min)
ε为计算指数，对于球轴承，ε＝3；对于滚子轴承，ε＝10/3。
对于在较高温度下（如高于125℃）工作的滚动轴承，上述公式中的C值
须乘以温度系数f t（见下表）,即： C t=f t C
轴承工作温度／℃≤120125150175200225250300350
温度系数f t 1.000.950.900.850.800.750.700.600.50
返 回/jp2003/jxsj/ch13/html/l10.htm[2011-11-27 15:59:27]。
机械设计(9.5.1)--滚动轴承寿命计算公式
一、基本概念
1.轴承的寿命
在一定载荷作用下，轴承运转到任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的总转数。
寿命数据离散性非常大。
2.一批轴承的寿命
对于一批同型号的滚动轴承，在一定条件下进行疲劳试
验，对试验数据统计处理后，得
出轴承的疲劳破坏概率与转数间
的关系。
一、基本概念
3.基本额定寿命
一批同型号的轴承，在同一条件下运转，当有10%的轴承产生疲劳点蚀时，
轴承所经历的总转数L
（单位106转）或工作
10
（单位h），称为滚动轴承的基本小时数L
10h
额定寿命。
4.基本额定动载荷
=1(106)时轴承能
基本额定寿命L
10
够承受极限载荷称为基本额定动载荷，用C
表示。
反映了轴承承载能力的大小。
二、计算公式
L 10/106r 0151015C
P /N r 10,1610101010εε
εε
⎪⎭⎫ ⎝⎛=====P C L C L P C P L L P 时
当常数
二、计算公式
h
6010r 10t 6h 106t 10εε⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P C f n L P C f
L 当轴承的预期寿命取定时，可求出轴承应具有的基本额定动载荷
9-5 滚承寿命算公式 三、不同可靠度下滚承寿命算
动轴计动轴计
三、不同可靠度下滚动轴承寿命计算
10
1L L n α=
可靠度R / %
909596979899α1 1.00.620.530.440.330.21。
轴承设计寿命计算公式汇总
、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的 1.5 ~3倍向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角a的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式:£10 =或式中：I——基本额定寿命（106转）；-L——基本额定寿命（小时h）; C——基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P——当量动载荷（N）,根据所受径向力、轴向力合成计算；弋--- 温度系数，由表1查得；n「—轴承工作转速（r/min ）; F——寿命指数（球轴承「一，滚子轴承'）。
三、温度系数f t当滚动轴承工作温度高于120C时，需引入温度系数（表1）表1温度系数四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为P叮网皿式中：P――当量动载荷，N; 1――径向载荷，N; I――轴向载荷，N; X――径向动载荷系数；Y――轴向动载荷系数；1负荷系数五、载荷系数f p当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2冲击载荷系数f p六、动载荷系数X、Y表3深沟球轴承的系数X、Y表4角接触球轴承的系数X、Y表5其它向心轴承的系数X、Y表6推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：弘迟圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中T厂」的数值。
•正排列：若则打；- ■'-若则'•反排列：若则'若则'\八、成对轴承当量动载荷根据基本公式:刁叮3隔+马加g（咖隔）式中：P――当量动载荷，N; 1――径向载荷，N; I――轴向载荷，N; X――径向动载荷系数；Y――轴向动载荷系数；1负荷系数。
九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：S - “阳仏0式中：――特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；a i――可靠度的寿命修正系数；a2——特殊的轴承性能寿命修正系数；a3——运转条件的寿命修正系数。
(完整版)滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算一、基本额定寿命和基本额定动载荷1、基本额定寿命L10轴承寿命：单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。
由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下，各个轴承的寿命有很大的离散性，所以，用数理统计的办法来处理。
基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以106为单位）或一定转速下的工作时数。
（失效概率10%）。
2、基本额定动载荷C轴承的基本额定寿命L10=1（106转）时，轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。
在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。
基本额定动载荷C（1）向心轴承的C是纯径向载荷；（2）推力轴承的C是纯轴向载荷；（3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。
二、滚动轴承的当量动载荷P定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P，在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。
1．对只能承受径向载荷R的轴承（N、滚针轴承）P=F r2．对只能承受轴向载荷A的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））P= F a3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F aX——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见下表。
径向动载荷系数X和轴向动载荷系数表12－3考虑冲击、振动等动载荷的影响，使轴承寿命降低，引入载荷系数fp—见下表。
载荷系数fp表12－4三、滚动轴承的寿命计算公式图12－9 载荷与寿命的关系曲线载荷与寿命的关系曲线方程为：=常数(12-3)3 球轴承ε——寿命指数10/3——滚子轴承根据定义：P=C，轴承所能承受的载荷为基本额定功载荷时，∴∴（106r） (12-2)按小时计的轴承寿命：（h）（12-3）考虑当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降，∴引入温度系数f t——下表——对C修正表 12－5（106r）(12-4)（h）(12-5)当P、n已知，预期寿命为L h′，则要求选取的轴承的额定动载荷C为N ——选轴承型号和尺寸！（12-6）不同的机械上要求的轴承寿命推荐使用期见下表。
《轴承寿命的计算》PPT课件
正确认识额定动载荷C
➢ 额定动载荷仅是由轴承的若干基本 几 何尺寸计算而来 C ~ (la·cos )7/9·z3/4·Dw 29/27
➢ 与轴承实际制造质量和使用性能密切 相关的密切相关的很多因素, 并不能 通过C值反映:
❖ 材料质量 ❖ 热处理工艺 ❖ 内部结构设计 ❖ 内部几何形状 ❖ 制造精度 ❖ 公差控制 ❖ 表面硬度 ❖ 滚动体与滚道的切合程度 ❖ 内部摩擦
2.其中疲劳极限Pu是一个全新的概念，若承受的负 荷低于Pu 值，则轴承不会产生疲劳失效（损坏）
• 新寿命方法修改了调整的寿命等式以计算将理 论更进一步联系实际的新发现
调整的寿命公式中参数的选取:a1
• a1 与可靠性相关的寿命调整系数. • aSKF 与可靠性相关的寿命修正系数. • 表现为以下相关方面: • 轴承安装是否正确 • 轴承与相关零件选择的配合公差的选择是否合适 • 轴承在运行时的润滑状况 • 轴承在运行时的工作状态(外部的温升,振动,密封) • 其他因素
轴承寿命的计算
（Suitable for teaching courseware and reports）
测算轴承寿命
➢ 设计者研究应用然后进行设计以达到预期寿命 –真空吸尘器的寿命可为1000小时
➢ 典型工业应用的寿命约为40,000小时，或4-5年 左右
➢ 较昂贵的机器一般设计的使用寿命较长 –造纸机轴承设计的使用寿命为10-20万小时 （10-20年）
基本额定动态负荷 C
ISO寿命等式
L10 = 基本额定寿命，百万次旋转 C = 基本额定动态负荷，N P = 相应的动态轴承负荷，N p = 寿命公式的指数 当负荷 P = C时 L10 寿命将为 1百万次旋转
负荷能力
滚动轴承的校核计算及公式
滚动轴承的校核计算及公式1 基本概念1．轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。
2．基本额定寿命：是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。
3．基本额定动载荷（C）：基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。
即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为90%。
基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。
4．基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。
在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr（径向）或Ca（轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r（径向）或C0a（轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0。
各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。
2 寿命校核计算公式图17-6滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图17-6，其曲线方程为PεL10=常数其中 P-当量动载荷，N；L10-基本额定寿命，常以106r为单位（当寿命为一百万转时，L10=1）；ε-寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。
由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90%为依据的。
由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为Cε×1=Pε×L10L10=(C/P)ε 106r (17.6)若轴承工作转速为n r/min，可求出以小时数为单位的基本额定寿命h （17.7）应取L10≥L h'。
L h '为轴承的预期使用寿命。
通常参照机器大修期限的预期使用寿命。
轴承寿命及推力计算
轴承使用寿命计算通用轴承寿命计算：ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610 （1） h L 10——基本额定寿命（h ）C ——基本额定动载荷（N ）P ——当量动载荷（N ）N ——转速（r/min ，这里值暂取30）ε——寿命指数(球轴承取3，滚子轴承取10/3)其中当量载荷： P=X*Fr + Y*Fa （2）P 为当量动载荷Fr 轴承所受的径向载荷(N)Fa 轴承所受的轴向载荷(N)X 径向动载荷系数Y 轴向动载荷系数对悬臂轴承进行受力分析：上轴承6013-2Z 受到全部悬臂的重力以及径向力，下轴承6012-2Z 仅受到水平径向力。
根据力矩平衡，可以得出：对于6013-2Z ：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620NFr = ∑Gi =1190N对于6012-2Z ：：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620NFr = 0N(一)、轴承型号：GB/T 296 6013-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。
基本尺寸：基本额定静载荷：Cor = 24.8KN基本额定动载荷：Cr = 32KN查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr<e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。
算出当量动载荷，带入公式： P=X*Fr + Y*Fa =0*1190+1*6620=6620Nε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h6010610=361066203200030*6010⎪⎭⎫ ⎝⎛=h L ≈62748h（二）轴承型号：GB/T 296 6012-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。
图同上。
基本额定静载荷：Cor = 24.2KN基本额定动载荷：Cr = 31.5KN查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr>e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。
算出当量动载荷，带入公式： P=X*Fr + Y*Fa =0*0+1*6620=6620Nε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610=361066203150030*6010⎪⎭⎫ ⎝⎛=h L ≈59852h 摩擦力矩的计算：M ≈μ(d/2)F ，深沟球轴承μ值（0.0015~0.003）6013-2Z ： M1=0.003*0.035*6620=0.6951NM6012-2Z ： M2=0.003*0.03*6620 =0.5958NMM=M1+M2=0.6951+0.5958=1.2909NM在2400mm ，和500mm 处，推动转臂所需的力为：0.54N 、2.6N机械手受力分析一、自重夹取若四爪平衡受力，则重力有四爪平均分配。
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滚针轴承寿命预测得计算
滚针轴承的寿命预测可以通过以下几个步骤进行计算：
1. 确定负载和转速：首先需要根据实际工作条件确定滚针轴承所受的负载和转速。
2. 计算当量负荷：根据滚针轴承的几何参数和工作条件，计算得到滚针轴承的当量负荷。
当量负荷表示滚针轴承在相同应变条件下的负荷大小。
3. 选择滚子寿命基本额定寿命：根据当量负荷和滚针轴承的额定负载寿命，选择一个合适的滚子寿命基本额定寿命。
4. 调整系数的计算：根据滚针轴承的使用条件，计算相应的调整系数，包括调整系数a1、a2和a3。
这些调整系数考虑了滚
针轴承在不同工况下的寿命影响因素。
5. 计算寿命因数：根据滚子寿命基本额定寿命和调整系数，计算滚子寿命因数。
滚子寿命因数是考虑了滚针轴承在实际工作条件下寿命的修正因素。
6. 寿命计算：将滚子寿命因数除以转速，得到滚针轴承的寿命。
寿命计算结果是预测滚针轴承在给定工作条件下的寿命。
需要注意的是，滚针轴承的寿命预测只是一个近似值，实际使用寿命还受到多种因素的影响，如润滑条件、轴承安装质量、
运行环境等。
因此，在应用中还需根据实际情况进行调整和修正。