爱游戏官网轴承到底能用多久?本文在分析的过程中会比较仔细(啰嗦)和专业(枯燥),但是结论力争简单明了。如果您只对最终结论有兴趣,不妨直接跳过,直接查阅结论部分。
首先,我们需要明确的是,本文标题提出的问题”轴承能用多久”,包含着一个含义是轴承已经投入使用,而后能用多久。
一般地,我们认为当轴承运行的时候不能实现其既定的设计性能即为轴承的失效。关于轴承的失效包含两种情况:
关于以上两种轴承故障的情况都可以在相应轴承失效分析标准中找到明确的说明。但是,可以看到,对于一个“已经不正常”的轴承,是否界定为“不能用“,需要根据用户自己的情况决定。
按照轴承疲劳失效的定义,就是滚动体或者滚道表面出现第一个疲劳剥落的时候。此时轴承出现了疲劳失效。换言之,就是到了这个状态,轴承就“不能用了”。
第一,按照轴承疲劳失效的定义,就是滚动体或者滚道表面出现第一个疲劳剥落的时候。此时轴承出现了疲劳失效。换言之,就是到了这个状态,轴承就“不能用了”。
第二,在实际工况中,当轴承出现第一个疲劳剥落的时候,有时候轴承的运行状态变化不大。比如此时轴承的振动并没有很大的变化。尤其是失效初期,有时候甚至难以察觉。此时轴承的温度也也基本正常。在很多使用者眼里,其实这个轴承“还能使用”。
第三,如果上述情况继续发展,轴承的失效进一步发展,最终将导致轴承的振动变大,轴承的温度上升等情况。此时可以依照有关设备的振动或者温度标准来判定这个轴承是不是已经“不能用”了。因此,这个“不能用”的标准来自于相关标准。在达到这个标准之前,虽然轴承有可能已经“带病”,但是依然“可以使用”。
第四,有些对轴精度等的要求并不高的场合,即便在上述情况下,轴承依然可以转,那么还认为可以用。直到有一天,这个轴承被卡住,无法旋转的时候,此时才被判定“不能用”了。
因此,“轴承还能用多久”的结论进行分析之前,需要确定“还能用”的标准是什么。否则,这样的还能用,是无从谈起的。
前面已经介绍过,轴承“还能用”的不同衡量标准,也介绍了轴承“故障”的概念。因此后面我们讨论轴承“还能用”的时候,首先固定一个判断标准,然后讨论这个标准下的影响因素。
一般地,轴承基本额定寿命计算是轴承常用的校核方法,因此我们不妨引用这个计算中的定义。即,轴承内第一个失效点出现的时间。
我们都知道轴承包括滚动体、保持架、套圈、密封件、润滑脂等零部件。作为一个整体,轴承诸多零部件中,任何一个出现失效,都宣告轴承失效,即“不能用”了。
轴承的寿命通常指疲劳寿命。疲劳与轴承的负荷和转速有关系。因此,轴承的滚动体和滚道的寿命受到轴承负荷和转速的影响,不同的负荷和不同的转速导致的轴承寿命不同。当然,机械工程师可以从轴承寿命计算中看到相关因子。这里用一个很简单的比方就可以说明:一个轴承,用手盘(相当于没负荷,低转速),几乎不可能被盘坏了,也即是说其寿命非常非常长(接近于无限)。但是相同的轴承,给很大的负荷,很高转速运行,可能很快就坏了。因此,要想大致预估轴承的疲劳寿命,需要考虑负荷和转速,单纯的问一句“轴承能用多久”是无法给出答案的。
保持架在轴承内部受到往复应力,正常情况下也会出现疲劳,同时在工况变动的时候爱游戏官网,保持架也会受到额外的负荷。但正常情况下,保持架所受的负荷与滚动体和滚道比起来,都会小很多。因此一般正常情况下,保持架的疲劳寿命都会超过轴承。(非正常工况需要额外考虑。)另外,不同材质的保持架,也会受到环境温的影响,此处不展开。
如果是非接触式的防尘盖,一般防尘盖不承受什么负荷。几乎可以认为疲劳寿命无限(非正常状况除外)。但是如果考虑到防尘盖与外界环境,污染物等的化学反应等(比如缓慢氧化等),也是需要额外评估的。
对于接触式密封,一般密封件材质为橡胶材质。此处密封件的寿命受到唇口磨损情况的影响,以及密封件材质本身与外界环境、污染物之间的化学反应(比如缓慢氧化)的影响。密封唇口的磨损与唇口压紧力和相对移动速度还有密封件本身材质的抗磨性能有关系。密封件厂家应该有相关的测试数据。
滚动轴承一般常用脂润滑,润滑脂的寿命可以根据一般油脂寿命进行估算,有兴趣的读者可以参考《电机轴承应用技术》《电机轴承故障诊断与分析》等相关书籍进行计算。除此之外,静置的(非运行状态下)润滑脂也会受到空气氧化的影响,需要与相关厂家查询。
说了轴承能用的标准,以及影响轴承能用多久的影响因素以外,最终要给一些关心结果的工程师一个明确的答案。
这里与其说答案,不如说是要求。因为,在电机工程师进行结构设计与轴承选型的时候,他们需要根据这样的寿命进行校核计算。否则选型无法完成。
一般而言,普通的中小型工业电机轴承寿命要求在机械设计手册中有推荐值,同时在一些轴承供应商的技术手册里也有推荐值。这些推荐值存在一些差异,但大体相仿。通常在校核的时候,考虑2万~4万小时。
请注意,上述这个范围没有提转速、没有提负荷,没有提轴承类型,等等。因此这是一个设计要求,反过来应用,达不到这个设计要求的轴承实际寿命,就需要和相关厂家协商讨论。即便出现这种讨论,也不意味着轴承不合格,因为相关因素太多。
最后,上述的范围仅仅是一般工业电机,对于特种设备要求可能会有差异,比如家用电器,风力发电设备等等,工程师可以查阅参照相关标准。