科普|軸承壽命試驗(yàn)機(jī)理

單個(gè)滾動(dòng)軸承中任意一個(gè)元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或者在一定的轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù)稱為軸承壽命；

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(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（百萬(wàn)轉(zhuǎn)）或者一定轉(zhuǎn)速下的工作時(shí)數(shù)（失效概率10%）；

軸承壽命計(jì)算公式：

單位：h試驗(yàn)轉(zhuǎn)速n：20%~60%
試驗(yàn)載荷P：20%~35%
試驗(yàn)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(shù)據(jù)支撐，因?yàn)閺漠a(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)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：

第一類：軸承本身，如材料、加工精度、熱處理等；

第二類：應(yīng)用本身，如安裝有誤、工況惡劣（轉(zhuǎn)速、工作溫度、環(huán)境等）等；

? 對(duì)軸承的疲勞壽命進(jìn)行檢驗(yàn)，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(gòu)等提供文件數(shù)據(jù)支撐；

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

試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理

試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖，包含機(jī)架部件、試驗(yàn)單元、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、徑向加載系統(tǒng)、軸向加載系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高溫發(fā)生系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)等部件組成。

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

試驗(yàn)工裝裝配圖

試驗(yàn)設(shè)備一般應(yīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)試驗(yàn)（載荷、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、電流、溫度、溫升）進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，設(shè)備本身各參數(shù)控制在要求范圍內(nèi)，對(duì)測(cè)試設(shè)備、測(cè)試軸承進(jìn)行保護(hù)，防止測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)意外損壞設(shè)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(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)轉(zhuǎn)速、載荷、溫度、振動(dòng)、電流傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)相關(guān)參數(shù)，傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)軟件上匯總顯示，需要保溫測(cè)試的工況需要增加相應(yīng)的加熱器（油脂潤(rùn)滑軸承增加“加熱條”到試驗(yàn)單元進(jìn)行加熱，油潤(rùn)滑試驗(yàn)通過(guò)加熱潤(rùn)滑油以達(dá)到目的）。

試驗(yàn)結(jié)束

載荷&轉(zhuǎn)速

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

振動(dòng)

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

電流

對(duì)測(cè)試全程進(jìn)行監(jiān)測(cè)電流狀況，電流的變化趨勢(shì)，是否出現(xiàn)過(guò)載等；

溫度

溫升

在測(cè)試中，對(duì)每套軸承的溫度、溫升進(jìn)行逐一監(jiān)控，進(jìn)行詳細(xì)記錄每套軸承在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度狀況，對(duì)整個(gè)測(cè)試的溫度變化形成趨勢(shì)，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(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力，包括結(jié)構(gòu)的安全性，適用性和耐久性。
最佳線性不變估計(jì)

a）完全試驗(yàn)

b）截尾試驗(yàn)

依據(jù)b、v估計(jì)L_10t、L_50t以及R_e基本額定壽命試驗(yàn)值：

可靠度：

合格判定

1）L_10t、R_e數(shù)據(jù)一般精確到兩位有效數(shù)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(diào)心球軸承Z=1.2；

3）根據(jù)質(zhì)量要求，按如下進(jìn)行合格評(píng)定，長(zhǎng)壽命試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)報(bào)告還應(yīng)給出達(dá)到合格倍數(shù)的值；

驗(yàn)證試驗(yàn)：達(dá)到合格壽命為驗(yàn)證試驗(yàn)合格；

鑒定試驗(yàn)：達(dá)到合格壽命3倍為鑒定試驗(yàn)合格。

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

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