一般意义的轴承疲劳寿命是指一定技术状态下(结构、工艺状态、配合、安装、游隙和润滑状态等)的滚动轴承,在主机的实际使用状态下运转,直至滚动表面发生疲劳而不能满足主机要求时的轴承内、外圈(轴、座圈)相对旋转次数的总值——总转数。当轴承转更大致恒定或为已知,疲劳寿命可用与总转数相应的运转总小时数来表示,此外,还应注意:
1、 影响轴承疲劳寿命的因素非常多,无法全部加以估计或通过标准试验条件而加以消除,这造成轴承实际疲劳寿命有很大的离散性,因此轴承疲劳寿命的表达参数为额定寿命L10,在ISO推荐标准R281中对L10的涵义明确规定如下: “数量上足够多的相同的一批轴承,其额定寿命L10用转数(或在转速不变时用小时数来表示,该批轴承中有90%在疲劳剥落发生前能达到或超过此转数(或小时数)”。迄今为止,世界各国都遵从上述规定。
在美国等一些国家中,还用用中值寿命的概念。中值寿命LM是指一批相同轴承的中值寿命,即指其中50%的轴承在疲劳剥落前能够达到或超过总转数,或在一定转速下的工作不时数,中值寿命LM不是一批轴承寿命的算术平均值。一般中值寿命LM是额定寿命的5倍左右。
2、 额定寿命的概念只适用于数量足够的一批轴承,而不适用于个别轴承。
例如有40套6204轴承按其使用条算得其额定寿命为1000h而不致发生疲劳破坏,其余的4套则可能不到1000h即出现疲劳失效的轴承,额定疲劳寿命的意义就代表这批轴承在正常发挥其材料潜力时可期望的寿命。因此在大多数情况下,用户在选择轴承时仍先作疲劳寿命计算,再根据实际失效类别进行校核,例如磨损寿命校核,取计算结果中的较小值为轴承计算寿命。
二、 轴承疲劳寿命的估计方法
轴承疲劳寿命的估计方法有计算方法和试验湛支两种。
按规定公式和计算规则计算出来的轴承疲劳寿命作为计算疲劳寿命,所算出总转数值规定为内圈或轴圈转动(此时外圈或座圈为固定)时的总转数值。
按照我国规定的标准试验方法(ZQ 12-94)滚动轴承疲劳寿命试验规程),在使用性能上能满足为一方法所规定各项要求的试验机,对一批轴承进行抽样疲劳寿命试验,从试验数据处理中得到的实际试验寿命,即为被试轴承所代表的该批轴承的疲劳试验寿命。
滚动轴承疲劳寿命试验裨上是充分的润滑最大限度地抑制滚动轴承的磨损因素,采用强化的负荷与转速以突出轴承疲劳因素的一种强化的疲劳寿命试验方法。
轴承疲劳寿命的计算法和疲劳寿命试验是相辅相成的,二者所得的结果有足够的对应性。
事实上,如对每一个特定的使用场合,都抽取足够数量的轴承进行寿命试验,以验证所选轴承是否合适,这在经济上、时间上和劳动量上都是十分浩大的,所以轴承寿命的试验方法只是在十分必要或重要的情况下才使用,在绝大多数情况下,采用标准的寿命计算方法来估计轴承的使用寿命,有着足够程度的可依赖性。
轴承信息港编辑人员获悉:立式水泵机组由于结构、制造、安装误差、来流等各方面原因,运行时主轴和叶轮受径向力作用,水泵导轴承起着稳定泵轴和叶轮的作用。导轴承最早采用橡胶材料,河水润滑。随着水泵向大型化发展,转动部分的不平衡径向力随之增大,尽管后来又采用了耐磨性能更好的聚胺酯等其它材料,并采用清水润滑,但效果不好,轴承材料极易磨损,河水水质差时运行寿命只有数百小时。检查发现,被磨损轴承内壁嵌有大量沙粒,说明清水装置密封效果不好,河水中泥沙仍会进入轴承。所以,后来在大型立式水泵中普遍采用油润滑巴氏合金导轴承,增加其承载抗磨能力。但油轴承结构复杂、成本高,致命的缺点就是下面的水密封装置不可靠,经常失效大量漏水,而致轴承浸水受损。考虑到清水润滑导轴承,只要保证河水中泥沙不进入,其运行寿命就有可能大大延长。分析其问题所在,对其结构进行改进,将油轴承改为水轴承。
2.1橡皮板密封清水润滑导轴承传统的橡皮板密封清水润滑导轴承考虑到河水润滑泥沙磨损比较严重,在轴承顶部设清水箱,供以压力清水润滑。这种结构在多泥沙泵站效果仍不理想,泵体内河水中的泥沙仍会进入轴承,破坏轴衬和轴颈。其原因是水体由下部经导叶槽流出后,过流断面突然扩大,在清水箱顶部形成回流区,水流速度减缓,水中泥沙受重力作用沉积下来,并经橡皮板密封间隙落入清水箱和轴承间隙,起磨料作用损坏轴承。
2.2护管式清水润滑轴承护管式清水润滑轴承,保留原油轴承水泵导叶体后导水锥及泵轴护管,在泵体外护管上端与泵轴之间增设动水密封装置,通过叶片内预埋管或护管上部向导轴承供以清水,压力大于泵内水体,清水沿轴承内壁水槽向下流动,形成润滑。这种结构与传统的橡皮板密封清水润滑结构相比,轴承上部完全与泵内水体隔绝开,能够保证河水中泥沙不会进入轴承,使轴承有很好的润滑条件。这与文献[1]介绍的小型立轴导叶式泵抽送泥沙水的防护措施恰好一致。轴承信息港编辑人员获悉