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轴承为什么做寿命试验

发布时间:2023-02-16 05:29:34

Ⅰ 轴承强化寿命试验与耐久试验的区别

没有区别。轴承强化寿命试验与耐久试验都是测试轴承的,是没有区别的。轴承是当代机械设备中一种重要零部件。的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数。

Ⅱ 轴承疲劳寿命试验的介绍

轴承疲劳寿命试验对于如何加强寿命试验技术的交流与合作,促进轴承疲劳寿命快速试验技术的发展,推广轴承疲劳寿命快速试验技术的应用,是今后很长一个时期内轴承行业面临的问题。

Ⅲ 滚动轴承的寿命和基本额定寿命是什么含义

所谓轴承寿命,对于单个滚动轴承来说,是指其中一个套圈或滚动体首次出现疲劳点蚀之前,一套圈相对于另一套圈所转过的转数。由于对同一批轴承(结构、尺寸、材料、热处理以及加工等完全相同),在完全相同的工作条件下进行寿命试验,它们的疲劳寿命是相当离散的,但总有一个寿命,是90%的轴承都能达到的,工程上把这个寿命,也就是这种具有90%可靠度的轴承寿命称为轴承的基本额定寿命,即:
轴承的基本额定寿命L10:是指一批相同的轴承,在相同条件下运转,其中90%轴承在发生疲劳点蚀以前能运转的总转数(以106转为单位)或在一定转速下所能运转的总工作小时数(此时基本额定寿命用Lh10表示)。
对每一个具体的轴承,显然它能在基本额定寿命期内正常工作的概率是90%,点蚀失效的概率是10%。所以基本额定寿命是具有90%可靠度的轴承寿命。

Ⅳ 决定轴承寿命的因素有哪些

现的代轴承质量提高不少,在某些应用中,轴承的实际工作寿命可能远高于其基本额定寿命。在某特定应用中,轴承的工作寿命受多种不同的因素影响,包括润滑、污染的程度、角度误差、安装不当和环境条件等。

Ⅳ 轴承使用寿命怎样确定

滚动轴承之寿命以转数(或以一定转速下的工作的小时数)定义:以ntn轴承型号和iko轴承型号为例,在此寿命以内的轴承,应在其任何轴承圈或滚动体上发生初步疲劳损坏(剥落或缺损)。然而无论在实验室试验或在实际使用中,都可明显的看到,在同样的工作条件下的外观相同轴承,实际寿命大不相同。此外还有数种不同定义的轴承“寿命”,其中之一即所谓的“工作寿命”,它表示ntn轴承型号和iko轴承型号在损坏之前可达到的实际寿命是由磨损、损坏通常并非由疲劳所致,而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。
为确定轴承寿命的标准,把轴承寿命与可靠性联系起来。
每一样物品都有一个额定的寿命,意味着它从生产出来那刻开始就能使用多久,轴承也不例外,而轴承的额定寿命,由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。90%的轴承不产生点蚀,所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命。

Ⅵ 浅谈双工位轿车轮毂轴承疲劳寿命试验机的结构设计论文

浅谈双工位轿车轮毂轴承疲劳寿命试验机的结构设计论文

1试验机简介

轿车轮毂轴承的寿命和性能直接关系到轿车的安全性、转向平稳性和舒适度,因此必须对其进行多种工况的模拟试验,轿车轮毂轴承疲劳寿命试验机主要用于第1代、第2代及第3代轿车轮毂轴承的工况模拟试验,即在一定载荷下分别进行高速性能试验、一般耐久性试验、高温试验和泥浆盐水喷溅试验等,满足了轴承企业对轴承不能随车在道路上进行试验的缺陷。目前所用试验机主要有2种,一种是早期设计的单工位轮毂轴承试验机,其主要缺点为试验载荷小,效率低;另一种是双工位轮毂轴承试验机,其特点在于可同时对2套轴承进行对比试验,可进行大载荷试验和超速性能试验。

2试验机原理

试验机属于工况模拟试验,对轴承进行试验时,其环境温度、转速、振动以及载荷大小和方向必须与轿车上所安装轴承一致或相近。轴承寿命取决于试验载荷的大小,因此载荷的精确模拟对轴承的性能研究起着至关重要的作用。

2.1轿车的力学模型

轿车的悬架弹簧是典型的低刚度组件,轮胎和路面在轿车行驶过程中也会发生变形。一般车身结构的固有频率大多低于15Hz,因此车身运动基本上可以假定为简单的刚体运动。此外,轿车前、后部分之间的相互影响很小,前、后部分质量不存在明显的耦合计算。

2.2轿车轮毂轴承的外部载荷

轮毂轴承的外部载荷是对其进行受力分析、寿命计算和耐久性试验载荷谱设计的重要依据。影响轿车轮毂轴承外部载荷的'情况非常复杂,包括路面状况、车速、轮胎特性、行驶路线以及驾驶习惯等。轮毂轴承的外部载荷等价于轮胎载荷,即轿车行驶过程中路面对轮胎的作用力,通常包括径向轮胎载荷和轴向轮胎载荷等。

轿车在高速直线行驶中,轮毂轴承受到的外力为地面的支反力(也称径向外力),该力的大小和轮轴的承重有关,方向由地面垂直向上并通过轴承回转中心,作用点为轮胎着地点;轿车在弯道行驶中,轮毂轴承除受到上述地面支反力外,还受到物体作圆周运动时的向心力的影响,该力的大小和向心力数值有关,方向平行于轴线,指向弯道中心方向,作用点为轮胎着地点(也称轴向外力)。

轴向外力通过轮胎半径施加于轮毂轴承,产生很大的倾覆力矩,而径向外力只是产生由于其偏距产生的弯矩,轴向外力和侧向加速度有关,而侧向加速度是影响轮毂轴承寿命的决定性因素。由动静法分析,可以看出轿车转弯时轮胎外力为径向载荷Fz和轴向载荷Fy(正、反2个方向,对应不同方向转弯)。可以推出,作圆周运动时,外侧车轮受力大于内侧车轮。

2.3轮胎轴承组件受力分析

可以看出轮胎组件外力为Fz和Fy(正、反2个方向),此2个力为地面对轮胎作用力,轮胎要保持平衡,必然受到轮轴(或悬架)对轮胎组件的方向相反、大小相等且作用于同一点的另一对作用力,即径向载荷F′z和轴向载荷F′y(正、反2个方向),轮胎组件重力及其本身离心力不计(该离心力通过轴心,对轴承寿命影响不大),轿车弯道行驶时产生的轴向载荷是影响轴承失效的关键因素(对轿车而言,径向载荷F′z和轴向载荷F′y为内力)。

3试验机结构

根据轮毂轴承在轿车上的工作原理,为提高试验效率,增加对比性,设计了双工位轿车轮毂轴承试验机。试验机主体,主要由主体轴系、试验装置(2套)、轴向油缸、径向油缸(2个)、机座等组成。试验主体轴系采用悬臂结构,试验轴承安装在轴端位置,装拆方便。轴向及径向加载机构有2个径向加载油缸和1个轴向加载油缸,径向加载油缸和轴向加载油缸相互垂直,在液压力的作用下向2套试验轴承施加载荷,轮胎着地点为轴向油缸铰支座中心,其轴向油缸中心到主轴中心的距离为轿车轮胎半径,力臂上有刻度尺,可根据实际轮胎半径的大小调整到对应的刻度处。

目前,对轮毂轴承的试验加载力,国际上流行2种模式,一种为加载到旋转的轮胎着地点,即外力Fz和Fy(其反力为F′z和F′y),设备较复杂,工装调整需要找正;另一种为轮轴(或悬架)对轮毂轴承组件的加载力作用于轮胎着地点,即外力F′z和F′y(其反力为Fz和Fy),设备结构简单,轮毂轴承安装方便,无需调整就可以同心。对轮毂轴承本身而言,这2种方案模式受力状态完全等效。本试验机加载方式则属于第2种情况,轴向力大小和方向随载荷谱相应变化,径向油缸为单方向拉力,大小随载荷谱相应变化。根据力与力的作用相等原理,在试验的过程中,2套试验装置的转速与轴向力完全等效,当在载荷谱中把径向力也设为一致时,2套试验轴承的工况完全相同,这在提高试验效率的同时,还可以作对比试验,如选用不同批次轴承或不同厂家轴承同时进行试验。通过对比性分析,可更好地找出轴承在材料与加工方面的缺陷或是设计中的不足,为轴承设计人员进一步提高轴承的质量提供依据。

另外,试验机还配有驱动系统、控制与测试系统、液压加载系统和加热系统等,其主要技术参数为:

(1)试验轴承类型为轿车前、后轮毂轴承;

(2)试验轴承内径为30~60mm;

(3)最高转速为3000r/min;

(4)最大试验载荷为轴向±15kN,径向30kN;

(5)加载油缸行程为轴向±40mm,径向40mm;

(6)最高加热温度为130℃;

(7)试验控制方式为手动/自动;

(8)试验测试参数为转速、载荷、温度、振动、电流、试验时间及循环次数等;

(9)供电电源为380V,50Hz,20kW。

4结束语

轿车轮毂轴承试验机通过模拟轿车的各种工况试验,可检测出轮毂轴承性能的不足与缺陷,进一步提高轴承的质量,为我国早日进入中高档轿车主机市场提供保障。

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Ⅶ 轴承使用寿命问题

理论计算 不准也是正常的啊,可能计算方法不太准 可能忽略了很多客观因素
也可能计算的只是最小值,不是说一千多个小时一定坏。
举个例子,人的理论寿命100岁,咱们这里不讨论100这个数字,你想想是不是每个人都活到正好一百岁呢??理论值只是个参考,超过或者小于理论值都正常。

Ⅷ 轴承的寿命计算

一、轴承的寿命

轴承在承受负荷旋转时,由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用,即使使用条件正常,也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤(称做剥离或剥落)。

出现这种滚动疲劳损伤之前的总旋转数称做轴承的“(疲劳)寿命”。

即使是结构、尺寸、材料、加工方法等完全相同的轴承,在同样条件下旋转时,轴承的(疲劳)寿命仍会出现较大的差异。

这是因为材料疲劳本身即具有离散性,应从统计的角度来考虑。

于是就将一批相同的轴承在同样条件下分别旋转时,其中90%的轴承不出现滚动疲劳损伤的总旋转数称做“轴承的基本额定寿命”(即可靠性为90%的寿命)。

在以固定的转速旋转时,也可用总旋转时间表示。

但在实际工作时,还会出现滚动疲劳损伤以外的损伤现象。

这些损伤可以通过做好轴承的选择、安装和润滑等加以避免。

二、轴承寿命的计算

1、基本额定动负荷

基本额定动负荷表示轴承耐滚动疲劳的能力(即负荷能力),是指大小和方向一定的纯径向负荷(对于向心轴承)或中心轴向负荷(对于推力轴承),在内圈旋转外圈固定(或内圈固定外圈旋转)的条件下,该负荷下的基本额定寿命可达100万转。向心轴承与推力轴承的基本额定动负荷分别称做径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr与Ca表示,其数值录入轴承尺寸表。

2、基本额定寿命

式1表示轴承的基本额定动负荷,当量动负荷及基本额定寿命之间的关系。

轴承以固定的转速时,用时间表示寿命更为方便,如式2所示。

另外,对于铁路车辆或汽车等用行车距离(km)表示寿命较多,如式3所示。

因此,作为轴承的使用条件,设当量动负荷为P,转速为n,则满足设计寿命所需要的轴承基本额定动负荷c可由式4计算。从轴承表选出满足c值的轴承,即可确定轴承的尺寸。机械要求的轴承必需寿命请参考表4。

3、根据温度进行的基本额定动负荷的修正与轴承的尺寸稳定处理

轴承在高温下使用时,材料组织会发生变化、硬度降低,基本额定动负荷将比常温下使用时减小。材料组织一旦发生变化,即使温度恢复到常温也不会复原。

因此,在高温下使用时,必须将轴承尺寸表的基本额定动负荷乘以表1的温度系数进行修正。
表1温度系数

轴承长时间在120摄氏度以上的工作温度下使用时,由于经一般热处理的轴承尺寸变化大,必须进行尺寸稳定处理。

尺寸稳定处理与使用温度范围如表2所示。但经尺寸稳定处理的轴承硬度降低,有时基本额定动负荷会减小。
表2 尺寸稳定处理

4、修正额定寿命

式1表示的是可靠性90%的基本额定寿命(L10),根据用途的不同,有时也需要可靠性高于90%的高可靠性寿命。

此外,采用特殊材料有时可以使轴承寿命延长,甚至润滑等使用条件的不同也会影响轴承寿命。考虑了以上因素对基本额定寿命进行修正后的寿命称做修正额定寿命,可由式8计算:

Lna=a1a2z3L10..........式8

这里,

a1:可靠性系数......参照(1)项
a2:可靠性系数......参照(2)项
a3:可靠性系数......参照(3)项

〔备注〕按照可靠性高于90%的Lna选择轴承尺寸时,应特别注意轴与外壳的强度。

(1)可靠性系数a1

计算可靠性不低于90%(即失效率不大于10%)的修正额定寿命时,按表3选择系数a1
表3可靠性系数a1

(2)材料系数a2

根据轴承材料(钢种、质量)、制造工艺和设计的不同与寿命有关的轴承特性有可能发生变化,这时用系数a2修正。

采用高质量的真空脱气轴承钢或钢中夹杂物特别少时,a2>1。对于常规轴承材料,a2=1。

(3)使用条件系数a3

轴承在直接影响寿命的条件下(尤其是润滑条件)下使用时,用系数a3进行修正。

润滑条件正常时,可取a3=1,润滑条件特别良好时,可取a3>1。但在以下条件下,取a3<1。

a、运转时润滑剂运动粘度降低时
球轴承-小于13平方毫米/s{13cSt}
滚子轴承-小于20平方毫米/s{20cSt}
b、转速特别低时
滚动体节圆直径与转速的乘积小于10000
c、润滑剂中混入杂质时
d、内圈与外圈的相对倾斜大时

〔注〕轴承在高温下使用硬度降低时,必须对基本额定动负荷进行修正(参照表1)

5、机械所必需的轴承寿命

选择轴承应合理地提出寿命要求,寿命要求过高,则轴承尺寸过大,机械笨重,不经济。寿命要求过低,则在使用中需要常更换,一般可根据机械的大修期确定轴承的使用寿命。各种机械所必需的轴承使用寿命推荐值见表4。
表4轴承必需寿命(参考)

三、当量动负荷

轴承大多承受径向负荷与轴向负荷的合成负荷,并且负荷条件多种多样,如大小发生变化等。

因此,不可能将轴承的实际负荷直接与基本额定动负荷比较。

这时,则将实际负荷换算成通过轴承中心,且大小和方向一定的假想负荷来进行分析比较,轴承在假想负荷下具有与实际负荷和转速下相同的寿命。

这样换算的假想负荷称做当量动负荷,用P表示。

1、当量动负荷的计算

承受大小和方向一定的合成负荷的向心轴承与推力轴承(a不等于90度)的当量动负荷可由下式计算:

P=XFr+YFa........(9)

这里,
P:当量动负荷,N{kgf} 对于向心轴承,表示为Pr:径向当量动负荷;对于推力轴承,表示为Pa:轴向当量动负荷
Fr:径向负荷,N{kgf}
Fa:轴向负荷,N{kgf}
X:径向负荷系数
Y:轴向负荷系数(负荷系数X与Y载于轴承尺寸表)

对于单列向心轴承,当Fa/Fr<=e时,取X=1、Y=0,因此,这时当量动负荷为Pr=Fr。

1)对于单列向心轴承,当Fa/Fr<=e时,取X=1、Y=0,因此,这时当量动负荷为Pr=Fr.[e表示Fa/Fr的界限值,载于轴承尺寸表。]对于单列角接触球轴承及圆锥滚子轴承,如图1所示。由于承受径向负荷时会产生轴向分力(Fac),因此,轴向分力可由下式计算:

Fac=Fr/2Y......(10)

2)接触角为90度的推力球轴承只承受轴向负荷,因此当量动负荷Pa=Fa

3)推力调心滚子轴承的当量动负荷由下式计算:

Pa=Fa+1.2Fr.........式11 这里Fr/Fa<=0.55

2、负荷变化时的平均当量动负荷

轴承承受大小或方向变化的负荷时,需要计算使轴承具有与实际变化条件下相同寿命的平均当量动负荷。

各种变化条件下的平均当量动负荷Pm的计算方法如图所示。

四、基本额定静负荷与当量静负荷

1、基本额定静负荷

轴承承受太大的静负荷或在极低转速下承受冲击负荷时,滚动体与滚道的接触面会产生局部永久变形。其变形电随负荷增大而增大,超过一定限度的话,将会影响正常的旋转。

基本额定静负荷是指使承受最大负荷的滚动体与滚道的接触面中央产生按以下计算接触应力的静负荷。

a、调心球轴承......4600MPa{469kgf/mm2}
b、其他球轴承......4200MPa{429kgf/mm2}
c、滚子轴承......4000MPa{408kgf/mm2}

在这些接触应力下产生的滚动体与滚道的永久变形总量约为滚动体直径的0.0001倍。

向心轴承与推力轴承的基本额定静负荷分别称作径向基本额定静负荷与轴向基本额定静负荷,用Cor与Coa表示,其数值载于轴承尺寸表。

2、当量静负荷

当量静负荷是指一种假想负荷,当轴承静止或转速极低时,该假想负荷下承受负荷的滚动体与滚道的接触面中央产生与实际负荷条件下相同的接触应力。

向心轴承与推力轴承的当量静负荷分别采用通过轴承中心的径向负荷与通过轴承中心线的轴向负荷。当量静负荷由式17到式20计算:

当量静负荷可由下式计算:

这里:

Por:径向当量静负荷,N{kgf}
Poa:轴向当量静负荷,N{kgf}
Fr:径向负荷,N{kgf}
Fa:轴向负荷,N{kgf}
Xo:径向静负荷系数
Yo:轴向静负荷系数(静负荷系数Xo与Yo载于轴承尺寸表)

3、安全系数

轴承的允许当量静负荷虽取决于轴承的基本额定静负荷,但由于上述永久变形量(局部凹陷量)决定的轴承使用限度则随对轴承的性能要求及使用条件而有所不同。

因此,为分析基本额定静负荷的安全度,根据经验制定了安全系数。

fs=Co/Po..........(21)
这里:
fs:安全系数(表5)
Co:基本额定静负荷,N{kgf}
Po:当量静负荷, N{kgf}
表5 安全系数fs

备注: 对于推力调心滚子轴承,取fs>=4

Ⅸ 轴承寿命 影响

轮毂轴承是汽车的一个关键性零部件,它是连接轮胎/制动盘与转向节的零件。它的主要作用就是用来承载重量,以及为轮毂的转动提供精确的指引。它的使命就决定了它不仅要能承受轴向载荷,同时也需要承受径向载荷。轮毂轴承是在其他两种轴承的基础上发展起来的,分别是圆锥滚子轴承和标准角接触球轴承,它将这两套轴承做为一体,使其具有重量轻、载荷容量大、组装性能好、结构紧凑、可省略游隙调整、省略外部轮毂密等优点,同时这也决定了它会被广泛的应用在汽车零部件中。

Ⅹ 什么是轴承寿命 什么是轴承的额定寿命

我们通常所说的轴承寿命指的是疲劳寿命,它是指轴承中任一滚动体或滚道出现疲劳剥落前总的转数,或在一定转速下的工作小时数。寿命单位常用10^6转或小时表示。
额定寿命是指一批相同的轴承中90%的轴承在疲劳破坏前能够达到或超过的寿命,简言之就是使用概率为90%的寿命!

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