滚动轴承寿命与可靠性试验方法

滚动轴承寿命与可靠性试验方法 轴承技术2011年第1期?31? 滚动轴承寿命与可靠性试验方法 国家轴承质量监督检验中心张伟 滚动轴承质量主要包括成品及零件精度, 原材料及热处理质量,寿命可靠性质量等.而 轴承的寿命可靠性是轴承综合质量水平的体 现,通过轴承的寿命可靠性试验可以反映出轴 承成品及零件等的整体质量水平.所以轴承 的寿命可靠性是轴承的一个重要质量指标,如 何进行轴承的寿命可靠性试验,制定相应的试 验规范就显得非常重要. 从二十世纪六十年代开始,轴承行业就开 始进行轴承的试验,当时是考核轴承的设计, 即产品定型的试验,试验属于产品的鉴定试 验,试验室隶属于企业的设计部门.试验只是 单纯的轴承寿命试验,即二十套轴承守全试 验,其寿命均应超过计算寿命. 1984年洛阳轴承研究所首次将滚动轴承 寿命试验规程制定为企业内部标准ZQ12—84 《滚动轴承疲劳寿命试验规程》;后于1993年 升为行业标准JB/T7049—93《滚动轴承寿命, 可靠性试验规程》,94年标准号改为JB/T 50013—94;2000年又修订为JB/T50013— 2000((滚动轴承寿命及可靠性试验规程》. 二十多年来,滚动轴承寿命及可靠性试验 规程等相关标准对促进滚动轴承寿命可靠性 质量的提高以及国内外用户的产品验收起到 了重要的作用,提供了可靠的滚动轴承寿命及 可靠性的试验方法. 随着轴承行业及用户对轴承寿命可靠性 质量的越来越重视,以及轴承试验设备的不断 更新及试验技术的提高,迫切需要重新制订相 关标准以适应发展的需要.GB/T24607— 2009((滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》标 准就是滚动轴承寿命与可靠性试验方法及其 评定方法的新标准. 1标准适用范围 本标准适用于一般用途的滚动轴承(其内 径在5mm,120mm)在试验设备上进行的常规 寿命与可靠性试验及其评定. 本标准还适用于对滚动轴承寿命与可靠 性有要求的用户(第二方)的验收,同时也适用 于轴承行业及第三方认证机构的验证试验和 轴承生产企业(第一方)内部的试验. 2试验分类 2.1按试验目的分类 可分为轴承鉴定试验,定期试验,验证试 验等. 鉴定试验——生产企业在轴承的结构型 式,原材料及加工工艺变更时须进行鉴定试 验.一般采用试验数据较多的试验方法,即完 全试验或截尾试验,这样可得到明显的试验结 果,并能从试验结果中分析产品质量情况,有 针对性地加以改进,属于生产企业(第一方)内 部的试验. 定期试验——大批量生产轴承的企业为 了定期向轴承的用户提供稳定,长期的质量水 平所作的证明试验.一般采用完全试验或截 尾试验,目的是向用户提供大批量生产的质量 稳定性证明,属于提供给用户(第二方)的验收 试验. 验证试验——验证性试验一般采用试验 数据较少的试验方法,即截尾试验或序贯试 验.即可节省大量的试验经费,又可较快地得 到试验验证结果,属于用户,行业及第三方认 证机构对轴承质量水平所进行的验证性试验. 2.2按试验方法分类 ? 32?轴承技术2011年第1期 可分为完全试验,截尾试验,序贯试验等. 完全试验——一组轴承样品,在相同试验 条件下全部试验至失效. 截尾试验——一组轴承样品,在相同试验 条件下部分试验至失效. 截尾试验又可分为定时截尾试验,定数截 尾试验,分组淘汰试验. 定时(数)截尾试验——一组轴承样品,在 相同试验条件下试验至规定的时间(失效套 数)停止试验.一般失效套数不应少于轴承样 品容量的2/3(最少应保证6套). 分组淘汰试验——一组轴承样品,随机分 组,在相同试验条件下试验至每组出现一个失 效样品. 序贯试验——一组轴承样品,在相同试验 条件下,逐次对失效样品进行判定.一般失效 套数达到5套,即可停止试验. 3试验准备 包括试验设备,轴承的配合,润滑,轴承样 品四部分. 3.1试验设备的选用 试验设备必须是经过检定合格的轴承寿 命试验机,并应定期检定以保证性能稳定. 同一批轴承样品在同一试验条件下试验, 应在结构性能相同的试验设备上进行试验,试 验数据统一性较好. 同一结构型式和外形尺寸的轴承样品的 对比试验,也应在结构性能相同的试验设备上 进行试验,其试验结果可比性强. 3.2与轴承配合的轴和外壳孔 一 般常规试验基本上都是内圈承受循环 旋转载荷,外圈承受局部载荷,轴承内圈与轴 为过盈配合,与外壳体为间隙配合.若轴承承 受径向载荷较大时,在保证轴承工作游隙的前 题下,可适当增加轴承内圈与轴的配合过盈 量,以防止运转过程中轴承内圄与轴之间产生 相对滑动,使得内圈内径磨损及试验主轴产生 磨轴;反而言之,若轴承为轻系列或壁厚较薄, 轴承承受载荷较小或试验时间较短时,可适当 减小轴承内圈与轴的配合过盈量.与轴承配 合的轴和外壳孔的公差带按 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1选取,其配合 原则符合GB/T275—1993《滚动轴承与轴和外 壳的配合》标准. 表1与轴承配合轴和外壳孔的公差带 配合部位轴承类型轴承直径系列配合 78901k5 球轴承2 , 3,4m5,m6 与轴承内圈配合的轴8,9,0,1m5滚子轴承 2,3,4n6,p6 推力轴承(单向)全部系列p6 向心轴承全部系列H7与轴承外圈配合的外壳孔 推力轴承全部系列H8 3.3轴承的润滑 1)循环油润滑 用于循环油润滑的润滑油一般采用符合 石油化工行业标准SH/T0017—1998((轴承油》 的l—FC抗氧防锈型油,牌号为32.产品标记 为:轴承油L—FC32(一级品)SH/T0017.主要 质量指标包括,粘度等级(按GB/T3141):32; 运动粘度(40~C),mm/s:28.8,35.2;机械杂 质(%):无,等等. 润滑油一般应选择质量稳定的供应商定 轴承技术2011年第1期?33? 点采购,同时每次新购油品均需提供检验合格 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 . 试验设备上的循环油路应安装专门的滤 油装置,并定期清洗油箱,油管,滤油器等,定 期过滤润滑油,定期检验油的粘度及机械杂质 及时更换失效的润滑油. 循环供油量与油压力(不小于0.25MPa) 及油箱容积有关,要保证轴承的充分润滑,以 防止轴承因缺油而烧伤.轴承循环供油量可 参考表2. 表2轴承循环供油量 轴承公称内径d(mm)循环供油量(1/h) 超过到不超过 30100 3060200 60120300 用户指定润滑油,或油中加添加剂的试验 应将油箱及油管,滤油器等彻底清洗干净,以 防混油. 2)脂润滑 原装脂润滑(密封轴承)或轴承外涂润滑 脂(一般外加密封装置)时,一般要封闭油路, 以防止影响润滑效果.. 3.4轴承样品 试验轴承样品应在经检验合格的成品中 随机抽取,检验应符合相关标准.试验轴承样 本容量一般取8套,20套,另备5套,10套备 用样品.轴承样品应有明确标识,保持清晰可 辨及其唯一性. 4试验条件 4.1确定轴承参数 根据轴承样本及用户提供的图纸等技术 资料确定试验轴承额定动载荷C,极限转速n, 等参数. 4.2轴承外圈温度的限制 一 般轴承样品未经特殊处理,试验时外圈 温度不应超过80~C(脂润滑)和95?(油润 滑).试验时测量的是轴承外圈外径的温度, 由于轴承内外圈温差,内圈温度可能要高于外 圈10~(2,20~C,这样不至于因高温回火而使轴 承和试验主轴产生烧伤现象. 4.3轴承转速 试验时轴承内圈转速一般选轴承极限转 速的20%,60%,一般以不超过极限转速的 60%为宜.考虑温升情况,油润滑时转速可选 高些,脂润滑时转速选低些,尺寸大转速选偏 低;考虑载荷情况,载荷高转速可选低些,载荷 低转速可选高些.试验时还可参考轴承实际 工况时的转速选取试验转速. 4.4轴承基本额定寿命 轴承额定动载荷和额定寿命的计算应符 合GB/T6391—2003《滚动轴承额定动载荷和 额定寿命》的规定.基本额定寿命.按下式选 取: ,.o=《蚩) 若轴承的转速恒定,轴承基本额定寿命可 用运转小时数表示: L:() 为简化计算,取500h作为额定寿命的基 准,引入速度系数和寿命系数. . 则轴承寿命 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可转化为:=Jn和 值可查相关轴承样本或按上式计算. 根据试验经验及轴承样品,试验设备的参 数,可先选定试验转速n,当量动载荷P(即P/C 值)一得出基本额定寿命L..;也可先选定基本 额定寿命试验转速n一得出当量动载荷 4.5轴承载荷 1)一般选当量动载荷户P为基本额定动 ? 34?轴承技术2011年第1期 载荷c的20%,30%.当量动载荷小(即载荷 小)基本额定寿命长;载荷太大,超过了轴承的 弹性极限,接触表面易产生塑性变形,加速试 验的机理就改变了,而且载荷太大试验主轴的 刚度和挠度受较大影响,易产生变形和断轴. 仍承受向载荷n的试验,若试验轴系的刚 度和挠度许可,P(即F,,)可适当大一些. 对于轴向载荷Fa.(包括纯轴向载荷)较 大的试验,因对试验主轴的刚度和挠度影响较 小,P可适当取大一些.角接触类轴承(角接触 球轴承,圆锥滚子轴承等)的纯轴向载荷试验 是联合载荷的一个特例. 2)向心轴承,一般仅承受径向载荷F,时, 当量动载荷P=F,. 3)推力轴承,一般仅承受轴向载荷F时, 当量动载荷P=F. 4)角接触类轴承,承受联合载荷时,应按 下式进行载荷分配: P=XF,+YF. 式中:,Y值可在GB/T6391—2003和相 关轴承样本中查得. 载荷分配还应满足以下两个条件: F一 0)M:! ,r 轴承接触角Ot?20.时,Mc=0.25;轴承接 触角>20.时,M=0.5. 轴承接触角小,轴承承受载荷以径向载荷 为主.轴承接触角大,轴承承受载荷以轴向载 荷为主. Mc:轴向载荷与径向载荷之比 s:径向载荷引起的轴承内部轴向分力,? :接触角.对于球轴承,O/为接触角;对于 圆锥滚子轴承,为外圈滚道素线与其轴线之 间的夹角. b)S=-oF -o:比例系数,叼=S/F,,其数值见表3. 表371值 Ol10.15.25.30.35.40.45. 角接触球轴承 叼0.250.350.600.70O.851.O01.25 圆锥滚子轴承卵=1/(2Y) 为使用方便,以上两条件可转化为: D F.=F(M+77) 5轴承的试验程序 5.1试验主体组装 试验主体的设计,加工及组装应符合相关 试验技术要求. 试验主体主要由试验主轴,载荷体,左右 衬套,左右端盖,隔离环,拆卸环,左右螺母,载 荷轴承,轴向加载装置,定位轴承等组成. 试验主体的设计,加工及验收应符合装配 图样的技术要求.试验主体清洗组装,轴承样 品清洗安装.安装时受轴向载荷轴承应注意 受载方向,安装后轴承应转动灵活,且不应有 阻止现象. 5.2试验设备调试 试验主体与试验设备组装后,检查各系统 应能正常工作. 试验载荷误差应控制在??2%范围内. 油压加载的工作压力表,校准用的精密压力表 均需定期检定;加载力传感器也需定期检定. 油压加载一般采用1.6级工作压力表(定期用 压力表校验器校准),每次调试用精密压力表 (0.4级)校准,按校准值在工作压力表上加压. 试验转速误差应控制在?土2%范围内. 轴承技术2011年第1期?35? 并用转速表校准,转速表应定期检定.每次调 试新型号轴承或调整转速时,应用转速表校 准,尽量使试验转速误差控制在土2%范围内. 对试验轴承的温度控制有要求的,所用测 温仪器应经过检定. 试验油路要保持畅通,无泄漏,保证轴承 的充分润滑. 5.3试验实施 1)试验设备的启动 a)油润滑 试验设备启动后,油润滑试验3h内应将载 荷缓慢加载至试验指定值.缓慢加载,目的是 使轴承充分跑合,避免加载过快轴承烧伤. 轴承仅承受径向载荷时:先启动油泵电 机,轴承充分润滑后,再启动主电机,将径向载 荷加至试验指定值,停机时,先卸载荷,停主电 机再停油泵电机. 轴承承受轴向载荷或联合载荷时:先启动 油泵电机,加少量轴向载荷(指定值的1/3,1/ 2),使轴承在受到径向载荷作用时不致分离, 轴承充分润滑后,再启动主电机,将轴试验指 定值.停机时,按相反顺序进行,先卸径向载 荷,卸轴向载荷,停主电机再停油泵电机. b)脂润滑 脂润滑试验先空载运转0.5h,然后3h内 逐步加载至指定值. 脂润滑试验时,因运转初期轴承温升较 高,经过一段时间运转跑合匀脂后达到平衡, 所以开始时要慢慢加载,并要密切关注轴承的 温升. 2)试验过程中的监测 一 般试验要连续运行,随时监测,控制轴 承的载荷,转速,油压,振动,噪声,温升等参数 在要求的范围内,并要准确地详细记录,异常 情况随时停机. 5.4失效的判定 滚动轴承在工作过程中,失去使用效能, 导致故障或不能正常工作的现象,称为失效. 接触疲劳失效是滚动轴承主要的失效形 式.轴承的各种数据分析处理均是以接触疲 劳失效为主要失效模式. 一 套失效轴承样品的套圈或滚动体工作 表面基体金属出现疲劳剥落.剥落深度超过 0.05mm,球轴承零件剥落面积超过0.5ram,滚 子轴承零件剥落面积超过1.Omm时判定该轴 承疲劳失效. 其他失效形式:轴承样品零件散套,断裂, 卡死;密封圈变形;润滑脂泄露,干结等. 5.5试验结束 1)试验轴承 试验结束轴承清洗防锈,入库保存一定期 限,以备用户查询.用户有要求时,还可对典 型失效样品进行失效分析. 2)试验数据,记录 试验原始记录应包含足够的信息,记录数 据要准确且应和轴承一一对应,记录中停机原 因和停机时间要标注清楚.试验中由于设备 原因,人为原因,意外事故等造成的非轴承本 身质量原因的失效,不计人正常失效数据中. 记录试验轴承样品的原始数据即试验通 过的总时间,一般应精确到三位有效数字. 6综述 滚动轴承的寿命与可靠性试验是考核滚 动轴承质量的重要工作,试验的成功与否直接 关系到生产企业,用户,第三方认证机构对轴 承的验收及考核,所以应按照一定的程序进行 试验.依据GB/T24607--2009《滚动轴承寿命 与可靠性试验及评定》标准,按照试验目的选 择相应的试验方法;选择试验设备,试验装置 设计加工中的配合,润滑油(脂),试验轴承样 品;制定试验条件;按照试验程序进行试验及 轴承失效的判定.只有严格按照统一的规范 进行试验才能达到预期的效果. 摘自《滚动轴承标准化》 2010年第3期