滚动轴承磨损寿命的估算

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1242页（1447字）

轴承磨损的主要原因有：密封不佳、润滑不当或润滑油老化以及滚动面锈蚀等。随着磨损量的增加，轴承的游隙增大，运转精度降低，噪声增大。根据磨损极限而定出的轴承寿命，称为轴承的磨损寿命。通常根据磨损系数对磨损寿命进行估算^〔33〕。磨损系数f_V定义为：

式中 V为轴承磨损量，以游隙增加量表示(μm)；e₀为单位磨损量，其值为与轴承内径有关的常数(μm)。

根据磨损实测试验结果得出的磨损系数f_V与磨损寿命的关系曲线，如图4．10-7所示。图中将使用条件分为10个区域。靠近曲线A的区域表示环境与工作条件非常良好，如精密机床主轴轴承，密封严密，润滑和维护良好，环境温度变化小，无冷凝水等。靠近曲线B表示条件恶劣，如农业机械使用的轴承等。估算磨损寿命时，可根据轴承的工作条件，参考表4．10-16定出许用磨损系数f_V值和工作条件区域，再根据f_V值在图4．10-7中引水平线，与相应的区域相交后，作垂直线即得磨损寿命。

图4．10-7 磨损寿命与磨损系数f_V的关系曲线

表4．10-16 典型机械中轴承的工作条件和许用磨损系数

注：① 表中的f_V值并非固定界限，可随着磨损量的逐渐增大，轴承运转性能变坏，按具体情况下的容许变化而估

② 所列数字的含义为：1—因精度要求高，仅容许很小的磨损；2—因转速高而促使磨损；3—因转速变动快，促使打滑，而加速磨损；4—润滑剂减少和再润滑时进入异物造成磨损；5—因密封作用变差而磨损；6—因环境不佳，致使污物、水、湿汽、锈蚀等造成磨损。

例4．10-4 某车床主轴前支承采用双列圆柱滚子轴承，最大切削力时该轴承所受的径向载荷为，主轴转速n=20～2300r／min。为提高主轴刚度，装轴承处取较大轴径为100mm。求该轴承寿命。

解：由于车床的使用条件(载荷、转速及频度等)是变化的，故先假定以最大载荷和最大速度的80%为经常使用的载荷和转速，并依此进行计算，即F_r=4800N，n=2240r／min。由表4．10-24查得双列圆柱滚子轴承NN3020K／W33(原代号为3182120K)的基本额定动载荷C_r=142000N，现取载荷系数f_d=1(因载荷是按最苛刻条件定出)，则由式(4．10-3)得P_r=F_r=4800N，由式(4．10-2)得。这是由疲劳算出的寿命。就磨损而言，其允许值应由所要求的工作精度而定。由表4．10-16分别查得车床主轴的许用磨损系数f_V=0．5～1．5(小值用于精密车床，大值用于一般车床)，使用条件在a～b范围内，其使用条件很好，即密封、润滑良好。若设f_V=1．0，由图4．10-7，则磨损寿命为12000～35000h。

对比以上计算的车床主轴轴承的疲劳寿命和磨损寿命可知，其寿命由磨损决定。