作為關(guān)鍵機(jī)械部件，軸承的使用壽命直接決定了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及可靠性，所以用戶當(dāng)然希望軸承的壽命越長(zhǎng)越好。但除了合理的安裝、使用與保養(yǎng)軸承以盡可能延長(zhǎng)軸承壽命以外，根據(jù)運(yùn)行工況盡量準(zhǔn)確的測(cè)算出軸承壽命，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行軸承的運(yùn)行環(huán)境改善、維保、更換同樣有著重要意義。
在實(shí)際應(yīng)用中，用戶時(shí)常會(huì)遇到軸承明顯早于廠商標(biāo)稱的壽命而損壞的難題，遇到這種情況往往會(huì)被認(rèn)定為軸承質(zhì)量問(wèn)題。但這其實(shí)是由于在工況、載荷、環(huán)境等諸多因素影響下，軸承的使用壽命與理論壽命存在相當(dāng)?shù)牟町悺６@一難解之題，卻成了鐵姆肯公司工程師的加分題。憑借行之有效的方法和工具，他們可以為客戶準(zhǔn)確地測(cè)算出軸承實(shí)際使用壽命，同樣也讓客戶的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)加分。
軸承理論壽命和使用壽命
軸承理論壽命值是測(cè)算軸承實(shí)際使用壽命的基礎(chǔ)，其計(jì)算公式如下：
球軸承 e=3
圓錐，圓柱及調(diào)心軸承 e=10/3
理論壽命是指軸承投入運(yùn)行開(kāi)始至由于軸承材料出現(xiàn)疲勞剝落造成軸承損傷的時(shí)間或者轉(zhuǎn)數(shù)，一般測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)為出現(xiàn)6mm2剝落。
但在實(shí)際使用中，很多軸承都是在材料達(dá)到疲勞極限之前就已經(jīng)出現(xiàn)了軸承損壞，軸承實(shí)際使用壽命需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況對(duì)理論壽命進(jìn)行修正，其計(jì)算公式如下：
其中 a1: 可靠性壽命系數(shù)
a2: 材料壽命系數(shù)
a3: 運(yùn)行條件壽命系數(shù)
a3d: 異物壽命系數(shù)
a3k: 承載區(qū)壽命系數(shù)
a3l: 潤(rùn)滑壽命系數(shù)
a3m: 偏心壽命系數(shù)
a3p: 低載荷壽命系數(shù)
影響軸承壽命的多種因素
● 可靠性壽命系數(shù)a1
可靠性是指相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的一組相同的軸承，軸承壽命達(dá)到既定壽命的百分比。可靠性壽命系數(shù)a1可通過(guò)以下公式計(jì)算。
In = 自然對(duì)數(shù)，底數(shù)為e
R 可靠性百分比
可靠性越高則a1越小，可靠性越低則a1越大。一般工業(yè)設(shè)計(jì)中，通常采用的都是90%可靠性，當(dāng)可靠性為90%時(shí)，a1=1。不同行業(yè)應(yīng)用可能會(huì)要求軸承產(chǎn)品有不同的可靠性，關(guān)系到重大人身以及財(cái)產(chǎn)安全的應(yīng)用場(chǎng)合，要求軸承具有更高的可靠性，而對(duì)于一些其他的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)可靠性要求則較低。
可靠性調(diào)整系數(shù)
● 材料壽命系數(shù)a2
軸承材料是影響軸承性能的重要因素之一，鋼材的純凈度會(huì)影響到鋼材的各項(xiàng)力學(xué)性能。標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼材料壽命系數(shù)a2為1, 采用非金屬雜質(zhì)更少的優(yōu)質(zhì)鋼材制造的軸承壽命更久，材料壽命系數(shù)大于1。
1962到2011，Timken具有相同承載能力的軸承
● 運(yùn)行條件壽命系數(shù)a3
軸承實(shí)際運(yùn)行環(huán)境也會(huì)對(duì)使用壽命產(chǎn)生很大的影響，常見(jiàn)的影響因素有環(huán)境清潔度(異物系數(shù)a3d)、游隙設(shè)定情況(承載區(qū)系數(shù)a3k)、潤(rùn)滑情況(潤(rùn)滑系數(shù)a3l)、偏心情況(偏心系數(shù)a3m)和載荷情況(低載荷系數(shù)a3p)等。環(huán)境不干凈會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)異物進(jìn)入軸承內(nèi)部損壞軸承，導(dǎo)致使用壽命減少。軸承工作時(shí)的游隙大小也會(huì)對(duì)軸承的使用壽命造成影響。游隙過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使單個(gè)滾子受力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致軸承震動(dòng)過(guò)大或者發(fā)熱，最終縮短軸承的使用壽命。
潤(rùn)滑油膜能減少或避免滾子與滾道金屬表面之間的直接接觸，減少摩擦，從而延長(zhǎng)軸承的使用壽命。潤(rùn)滑的形式(脂，油浴，循環(huán)油，油氣等)、基油化學(xué)性能(粘度，流動(dòng)性等)以及油脂填充量或油流量的不同，軸承使用壽命也不相同。
軸承安裝不當(dāng)或軸受力變形也是影響軸承使用壽命短于理論壽命的元素之一。其會(huì)導(dǎo)致軸承產(chǎn)生偏心，讓滾子受力不均勻，導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低軸承壽命。
Timken? Syber 分析模型
影響軸承使用壽命的各種因素并非是各自完全獨(dú)立的，而是之間會(huì)相互影響。為準(zhǔn)確計(jì)算軸承使用壽命，基于大量的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合了先進(jìn)的有限元分析技術(shù)，TIMKEN開(kāi)發(fā)了軸承分析專用軟件Syber。通過(guò)它工程師可以準(zhǔn)確的評(píng)估出各個(gè)因素對(duì)軸承使用壽命的影響大小，通過(guò)不同元素影響數(shù)值大小的比較，精準(zhǔn)測(cè)算出在不同場(chǎng)合相適應(yīng)軸承的使用壽命，從而選擇最適用的軸承，在作業(yè)中大幅度的縮減工程時(shí)間和成本。
Timken Syber分析軟件
鐵姆肯公司憑借超過(guò)百年積累的摩擦學(xué)與機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)知識(shí)，不僅可以為客戶提供高品質(zhì)卓越產(chǎn)品和服務(wù)解決方案，具有豐富經(jīng)驗(yàn)和技能的工程師還可以為用戶提供更為適用的技術(shù)支持，使工業(yè)企業(yè)的平穩(wěn)運(yùn)行不斷加分，共創(chuàng)卓越。
