一.寿命分类及定义
1.寿命life
(单套滚动轴承的)寿命系指轴承的一个套圈或垫圈或滚动体材料上出现疲劳扩散迹象之前,轴承的一个套圈或垫圈相对另一个套圈或垫圈旋转的转数。
注;寿命也可以用某一给定的恒定转速下的运转小时数表示。
2.额定寿命rating life
基于径向基本额定动载荷或轴向基本额定动载荷的寿命预期值。
3.基本额定寿命basic rating life
对于采用当代常用优良材料和具有良好加工质量并在常规运转条件下的轴承,系指与90%的可靠度相关的额定寿命。
4.修正额定寿命modified rating life
考虑90%或其他可靠度水平,轴承疲劳载荷和(或)特殊的轴承性能和(或)被污染的润滑剂和(或)其他非常规运转条件,对基本额定寿命进行修正所得到的额定寿命。
二.对轴承寿命定义的解释与细化
轴承寿命因制约条件的不同其定义及概念也不同,滚动轴承寿命定义的理解及相互之间的关系可归纳为以下几种:
1.寿命—单个滚动轴承的寿命
单个滚动轴承的寿命的概念也即是在轴承寿命试验过程中对轴承寿命评估与判断的标准。
GB/T24607-2009《滚动轴承寿命及可靠性试验与评定》中规定:“疲劳失效是轴承的主要失效形式,疲劳失效指轴承样品的套圈或滚动体工作表面基体金属出现的如下单个点的疲劳剥落(图1)。
球轴承零件的剥落深度不少于0.05mm、剥落面积不大于0.5mm²。
滚子轴承零件的剥落深度不少于0.05mm、剥落面积不大于1.0mm²。
作为轴承材料疲劳判断标准;轴承材料出现疲劳扩展迹象,轴承的寿命终止”。

图1. 滚动轴承寿命试验的判断标准
轴承寿命的标准是一个判别标准,仅将轴承材料开始疲劳并具有扩散的迹象作为一个材料疲劳寿命的标志,而并不是表明轴承不能再继续使用,但从理论上分析,材料确实是开始疲劳,而且存在疲劳的扩散的潜在威胁,对轴承的继续安全运行带来一定的影响。
2.额定寿命
额定寿命是轴承自身的承载能力的体现,额定寿命是以轴承自身的径向基本额定动载荷Cr(或轴向基本额定动载荷Ca)为基础的的轴承寿命的概念。所以轴承的基本额定载荷是选择轴承的一个相当重要的技术参数,其与轴承的类型有关、与轴承的结构参数如滚动体直径、个数、节圆直径、接触角等有关。可以认为在一个确定的外部当量载荷P的工况条件下,轴承的基本额定载荷越大,其承载能力也越大,相对额定寿命也越长。
3.基本额定寿命L10
基本额定寿命是在额定寿命的基础上,采用轴承失效概率的理念来评估同一批相同轴承的寿命的概念,也是对轴承使用可靠性概率的评定。
向心球轴承基本额定寿命计算公式为;L10=[Cr/Pr]^3
向心滚子轴承基本额定寿命计算公式为;L10=[Cr/Pr]^(10/3)
推力球轴承基本额定寿命计算公式为;L10=[Ca/Pa]^3
推力滚子轴承基本额定寿命计算公式为;L10=[Ca/Pa]^(10/3)
上述基本公式表明;线接触类型轴承的承受载荷能力要比点接触类的轴承大,公式还是表达了轴承承载能力(Cr或Ca)及外载荷(当量载荷Pr或Pa)是判断轴承使用寿命的重要因素。
滚动轴承基本额定寿命L10的计算公式在很宽的轴承载荷范围内均能给出满意的结果。但是,载荷过大会在球与沟道的接触处会产生有害的塑性变形,这将对轴承寿命带来异常的很大的影响,因此当:向心轴承Pr>Cor、推力轴承Pa>0.5Ca时,用户应向我司技术部咨询,以确定该寿命公式的适用性。载荷过小也会发生其特殊的失效模式,滚动轴承寿命计算公式及相关标准均不包括这些失效模式在内。
4.修正额定寿命Lnm:
常规轴承的运转条件是轴承正确安装、无外界异物的侵入、润滑充分、按常规加载、工作温度不过高或过低,运转速度不是特别高或特别低等正常的工况条件。而在实际中运行的轴承其环境及工况条件的不确定因素很多,所以仅以基本额定寿命L10对轴承使用进行评估并不能切合轴承的实际工况条件。修正额定寿命Lnm是在额定寿命的基础上对轴承实际使用寿命的修正,因此修正额定寿命Lnm更符合轴承现实工况的使用条件,更安全可靠。
ISO 281:2007标准中规定的滚动轴承修正额定寿命Lnm是一种对滚动轴承实用的计算及评估方法。同时也是对滚动轴承的额定动载荷和当量动载荷的计算方法提供了充分的理论依据。

