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鐵道車輛滾動軸承基本額定壽命和修正額定壽命

2018-03-22

　　一、基本額定壽命

　　指一批軸承中90%的軸承在疲勞剝落前能夠達到或超過的總轉(zhuǎn)數(shù)（以106轉(zhuǎn)計），或在一定轉(zhuǎn)數(shù)下的工作小時數(shù)。

　　以轉(zhuǎn)數(shù)表示的基本額定壽命，由公式計算：Lnn=(Cr/Pr)ε´106
　　以工作小時數(shù)表示的基本額定壽命，公式可改寫為：Lnh=106/60n´(Cr/Pr)ε
　　以公里數(shù)表示的基本額定壽命，公式可改寫為：Lnk=πD´(Cr/Pr)ε

　　鐵道車輛滾動軸承基本額定壽命一般按公里數(shù)計算。
　　二、修正額定壽命

　　修正額定壽命按下式計算：
　　Lnks=a1a2a3´πD´(Cr/Pr)ε
　　　　=a1a2a3Lnk(km)
　　　　=a1a23Lnk(km)
　　　　=a1axyzLnk(km)

　　式中：
　　Lnn—以轉(zhuǎn)數(shù)表示的額定壽命，n；
　　Lnh—以工作小時表示的額定壽命，h；
　　Lnk—以公里數(shù)表示的額定壽命，km；
　　Lnks—以公里數(shù)表示的修正額定壽命，km；
　　Cr－徑向額定動載荷，kN；
　　Pr－當量徑向動載荷，kN；
　　ε－壽命指數(shù)，對球軸承ε=3，對滾子軸承ε=10/3；
　　n—工作轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；
　　D—車輪直徑，mm；
　　a1—可靠度壽命修正系數(shù)；
　　a2—材料與設計系數(shù)；
　　a3—使用條件系數(shù)；
　　a23—合并系數(shù)。

　　1.可靠度壽命修正系數(shù)a1

　　軸承在不同用途和要求下的可靠性，可靠度壽命修正系數(shù)見表2-2。不同可靠度壽命修正系數(shù)可按公式計算。

 　　a1=(Ln(100/S)/Ln(100/90))2/3

　　2.材料與設計系數(shù)a2

　　材料的化學成分、冶煉方法、熱處理方法、制造工藝及內(nèi)部幾何形狀與精度都對軸承壽命有較大的影響，可根據(jù)選用材料和設計狀態(tài)進行合理的修正。

　　3.使用條件系數(shù)a3

　　軸承的壽命不僅與所承受的載荷有關(guān)，還與潤滑、轉(zhuǎn)速、運轉(zhuǎn)溫度、密封性能有關(guān)，可根據(jù)使用條件進行合理的修正。

　　4.合并系數(shù)a23

　　由于在實際使用中a2和a3是相互關(guān)聯(lián)的，因此許多軸承公司采用了一個合并系數(shù)a23。

 　　三、影響軸承壽命的其他因素

　　1.溫度

　　上述額定動載荷計算公式是在軸承外圈工作溫度低于120℃的條件下確定的，如果工作溫度超過120℃，則滾動體與滾道接觸處的溫度有可能超過軸承零件的回火溫度，軸承零件將喪失原有的尺寸穩(wěn)定性，零件的硬度降低，使軸承的額定動載荷降低，可按下面公式計算：
　　CrT=fTC
　　式中　CrT—工作溫度為T℃時軸承的額定動載荷，kN；
　　　　　C—常規(guī)軸承的額定動載荷，kN；
　　　　　fT—溫度系數(shù)見表2-3，℃。

　　2.游隙

　　上述額定動載荷計算公式是在軸承工作徑向游隙等于零的條件下確定的，如果軸承的工作游隙大于零或小于零，對軸承的額定動載荷有所影響，尤其在小于零時，軸承發(fā)熱量大，軸承壽命下降的很快。

　　3.硬度

　　上述額定動載荷計算公式是在軸承零件的硬度在58HRC～64HRC的范圍內(nèi)下確定的，硬度高于64HRC，軸承的承受沖擊能力下降，易產(chǎn)生裂損；硬度低于58HRC，軸承的承載能力下降，如果軸承零件的實際硬度低于58HRC，額定動載荷可通過大量實驗確定，經(jīng)驗公式為：
　　CrH=Cr(HRC/58)3.6
　　式中　CrH—實際硬度下的軸承的額定動載荷，kN；
　　　　　Cr—常規(guī)軸承的額定動載荷，kN；
　　　　　HRC—實際洛氏硬度值，HRC。

（來源：微信公眾號“鐵道車輛資源平臺”）