轴承使用阶段影响其寿命可靠性的因素

轴承寿命定义

滚动轴承寿命：在旋转条件下，滚动轴承从开始使用到出现疲劳剥落所转过的圈数或者工作小时数。

接触疲劳具有很大的随机性质。在轴承钢确定的情况下，接触寿命（应力循环次数，也可以简单的理解为轴承的转速）符合韦布尔分布规律。在这个分布规律中，我们可以确定轴承损坏率分布的某个范围（比如，10%的轴承损坏）作为滚动轴承的应力循环次数计算标准。如果特殊行业对轴承的可靠性要求更高，那么也可以取1%的轴承损坏率作为轴承疲劳寿命的计算标准。

如果还是不够明白，我们再简单形象地理解一下寿命的定义：假设100台相同离心泵应用，装有100套相同的轴承，都在相似的条件下运行，在运行10,000h时，观察到有一套轴承失效（99%的轴承未失效），那么就是说L01= 10,000h，如果在30,000h观察到有10套轴承失效（90%的轴承未失效），那么L10= 30,000h。

各轴承厂家、协会通过多年对大量（几百万套轴承）轴承失效调查，基于如此大的数据量，发现轴承失效并不常见，而且与典型的疲劳剥落也没有直接关系。于是得出，90%的可靠性准则通常可避免典型的疲劳剥落失效，提供坚固可靠的轴承使用方案。这就是我们常说的L10寿命的由来。

轴承可靠性因素

轴承寿命既然是一个基于特定假设条件的概率性寿命。那么如果我们想要使用好轴承，提高轴承的使用可靠性，那么就必须了解这些前提假设条件，并尽量满足这些假设条件。

轴承的可靠性毫无疑问来自三个部分，部分由轴承制造商保证，保证轴承被精心设计（受力、转速、结构、保持架、润滑、密封等），采用先进材料（纯净度高的钢材），精心制造（强度、硬度、精度等），正确运输存储，第二部分由OEM制造商保证，保证轴承被正确选择，充分润滑设计。第三部分是使用单位保证的，保证轴承进行了正确的安装，正确的润滑，良好的维护。

部分和第二部分属于设计、制造环节，不在这里讨论，维护阶段的可靠性主要与轴承的应用环境和工作周期有关。根据轴承制造商SKF报告，只有小部分轴承达到疲劳极限(目录寿命)。根据轴承更换统计，通常只有10%的滚动轴承达到L10寿命(根据定义应该是90%可以达到这个寿命)。

轴承不仅会正常失效（预期疲劳寿命），它们也会被早期损坏（早期失效更换）。为了使轴承具有正常的预期寿命，我们需要保证在安装调试后的任何时间都不会发生以下的故障原因。

1　机械原因

超过轴承的额定动态载荷能力会不成比例降低轴承疲劳寿命。对于大多数轴承，增加一倍轴承载荷会大约减少轴承正常寿命的八分之一，可以参考轴承寿命计算公式的寿命指数p（球轴承约为3，滚子轴承约为3.3）。不对中(图1)和不平衡安装对轴承的机械冲击也会产生类似增加载荷的后果。

图1 不对中和轴承寿命 

2　错误润滑

有许多重要的润滑剂特性，当改变或受损时，会急剧降低轴承的寿命和可靠性。这些指标包括添加剂(AW，EP等)，酸值，黏度，压力-黏度系数和黏度指数。使用错误的润滑油、降解的润滑油、混合不兼容的润滑油和/或被污染的润滑油会导致润滑剂性能的丧失。

3　润滑污染

润滑污染的“头号杀手”包括颗粒、水(图2：水污染与轴承寿命曲线，图3：颗粒污染与轴承寿命曲线)，当然也还有很多其他的，这里不一一列出。

图2 湿气污染与轴承寿命

图3 颗粒污染与轴承寿命

4　高温运行

热也是一种污染物。它是大多数润滑和机械问题的原因，也是结果。比如：过度润滑(过多的润滑脂)是脂润滑轴承发热的常见原因。

5　润滑不足

轴承在长时间运行后，润滑油或润滑脂会干涸，必须进行适当的再润滑。错误的再润滑间隔通常是润滑不足的首要原因，但冷启动、干启动和润滑泄漏问题也会导致润滑不足。其他造成润滑不足的因素还与其他润滑部件的故障有关，如油杯、甩油盘、甩油环、单点装置、集中系统等。

（来源：机泵与轴承）