优化1.5滚动轴承的磨损寿命

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：通常将轴承由于磨损而丧失正常的工作性能的累计总转数，或在一定转速下的工作小时数称为轴承的磨损寿命。

滚动轴承中存在的磨损形式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损等。

在润滑不良工况下相对运动的表面易发生粘着磨损，甚至发生表面烧伤；因密封不严外部灰尘砂粒等进入轴承，润滑剂不清洁含有杂质，轴承清洗不洁留有脏物等，都将产生磨粒磨损；湿气、水分及酸或碱溶液侵入轴承而发生腐蚀磨损；轴承不旋转而长期处于微小振动状态下将发生微动磨损。

磨损将使轴承零件工作表面粗糙，径向游隙增大，旋转精度降低，振动噪声增大，摩擦力矩增大，最终导致轴承丧失正常的工作性能，甚至可能造成重大事故。

通常将轴承由于磨损而丧失正常的工作性能的累计总转数，或在一定转速下的工作小时数称为轴承的磨损寿命。

1.5.1 许用磨损系数

轴承磨损寿命尚无完善的计算方法，目前只是把磨损引起的轴承径向游隙增加量作为轴承磨损程度的指标。根据轴承类型、尺寸和主机对轴承的技术要求，可确定许用径向游隙增加量，在轴承达到许用径向游隙增加量之前的工作小时数就是轴承的磨损寿命。许用径向游隙增加量是磨损寿命的基础数据。

图1 - 8 轴承磨损率e₀值

引入许用磨损系数f_V，有

f_V=V/e₀ （1-35）

式中 e₀——与轴承内径尺寸有关的磨损率，其值由式（1-36）或图1-8确定（μm）；

V——径向游隙增加量（μm）。

e₀=0.46d^0.67 （1-36）

式中 d——轴承内径（mm）。

根据轴承的工作条件，从表1-19中选定轴承的磨损系数区域和许用磨损系数f_V。表中许用磨损系数的取值范围中，低值对应较严格的工作条件，即仅允许较小的磨损量。

表1-19 磨损系数区域和许用磨损系数f_V

（续）

根据许用磨损系数f_V和磨损系数区域在图1-9中确定轴承磨损寿命。在图1-9中，将f_V和磨损寿命的关系用一组曲线所划分的10个区域来表示。每个区域表示一种使用条件和磨损的进展状况，从a到k的方向表示使用条件逐渐恶化，磨损加剧。

1.5.2 磨损寿命计算

若给定了轴承径向游隙的许用增加量，则可计算该轴承的磨损寿命。其计算步骤：

1）由式（1-36）或图1-8根据轴承内径d得到磨损率e₀值；

2）由式（1-35）计算出许用磨损系数f_V；

3）按照轴承使用部位，从表1-19中选择相应的磨损系数区域；

4）从图1-9中，取许用磨损系数f_V为常数的水平线与相应区域边线的交点，即为轴承磨损寿命的最大值和最小值。

若选定了轴承许用磨损系数f_V，由式（1-36）或图1-8根据轴承内径d得到磨损率e₀值，则可由式（1-35）推算出轴承到磨损失效时的径向游隙增加量。

上述计算中仅粗略地考虑了轴承使用条件的影响，未精确计算轴承所承受载荷、转速、润滑、运行温度等因素，因此计算结果只是一近似值。在关键重要使用场合，应专门进行试验验证。

图1-9 磨损寿命L_V和磨损系数f_V的关系