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轴承、滚珠丝杠的寿命
根据基本额定动载荷、载荷与转速，计算轴承的 L10 寿命时间以及滚珠丝杠的寿命时间和行驶距离。载荷系数与所需寿命的参考值。
载荷减半的话，
球轴承的寿命就是
原来的 8 倍哦。
÷寿命计算
滚动轴承：L10 = (C / P)^p，L10h = 10⁶ / (60n) × (C / P)^p
滚珠丝杠：L = (Ca / (fw × Fa))³ × 10⁶
载荷变化时，请将平均载荷 Fm（见下式）代入 Fa。施加预紧的滚珠丝杠还需要考虑预紧载荷。
什么是基本额定寿命 L10
同一批轴承在相同条件下运转时，其中 90% 不发生滚动疲劳剥落（片状剥落）而能运转的总转数。疲劳寿命的离散性很大，所以使用这个值而不是平均值。[1][2][3]
什么是基本额定动载荷 C
使基本额定寿命恰好为 100 万转的、方向和大小恒定的载荷。径向轴承记作 Cr，推力轴承记作 Ca。数值载于各公司的尺寸表。[1][2][3]
轴承寿命（总转数）
L10 = (C / P)^p
- L10
- 基本额定寿命（×10⁶ 转）
- C
- 基本额定动载荷（N）
- P
- 当量动载荷（N）
- p
- 球轴承 3，滚子轴承 10/3
轴承寿命（小时）
L10h = 10⁶ / (60 × n) × (C / P)^p
- L10h
- 基本额定寿命（h）
- n
- 转速（min⁻¹）
载荷减半时
球轴承寿命变为 8 倍（2³），滚子轴承约为 10 倍（2^(10/3)）。[1]（单一资料·仅供参考）
寿命系数 fh 与速度系数 fn
fn = (0.03 × n)^(−1/p) / fh = fn × C / P / L10h = 500 × fh^p
以 500 小时为基准的写法，与公式 L10h = 10⁶/(60n)(C/P)^p 内容相同。捷太格特（JTEKT）还载有用诺模图简便求取的方法。[3]（单一资料·仅供参考）
轴承的载荷系数 fw
F = fw × Fc
| 条件 | fw |
|---|---|
| 几乎无振动、冲击（电动机、机床、仪表类） | 1.0〜1.2 |
| 普通运转、轻微冲击（铁路车辆、汽车、鼓风机、空压机等） | 1.2〜2.0 |
| 强烈振动、冲击（轧机、粉碎机、工程机械等） | 2.0〜3.0 |
乘以计算得到的载荷 Fc，作为实际承受的载荷 F。[3]（单一资料·仅供参考）
各类机械轴承所需寿命的参考值
| 用途 | 所需寿命 |
|---|---|
| 家电、电动工具、农业机械等（短时、间断使用） | 4,000〜8,000 h |
| 工厂电动机、一般齿轮装置 | 12,000〜20,000 h |
| 机床、振动筛、破碎机 | 20,000〜30,000 h |
| 空压机、泵、重要齿轮装置 | 40,000〜60,000 h |
摘自捷太格特（JTEKT）样本中的“经验上采用的所需寿命时间（参考）”。该样本认为，把寿命取得超过必要程度并不经济。[3]（单一资料·仅供参考）
滚珠丝杠寿命（总转数）
L = (Ca / (fw × Fa))³ × 10⁶
- L
- 额定疲劳寿命（转）
- Ca
- 基本额定动载荷（N）
- Fa
- 轴向载荷（N）
- fw
- 载荷系数
THK 将不含 fw 的 L10 = (Ca/Fa)³ × 10⁶ 与含修正系数 α = 1/fw 的 L10m = (α × Ca/Fa)³ × 10⁶ 分开表述（实质相同）。施加预紧的滚珠丝杠还需要考虑预紧载荷。[4][5]
滚珠丝杠的载荷系数 fw（各资料的分档不同）
滚珠丝杠寿命时间
Lt = L / (60 × n)
- Lt
- 寿命时间（h）
- n
- 转速（min⁻¹）
往复运动时，也可用 THK 的公式 Lh = L10 × Ph / (2 × 60 × n × ℓs) 求得（Ph：导程 mm，n：每分钟往复次数，ℓs：行程 mm）。[4][5]
滚珠丝杠行走距离寿命
Ls = L × l / 10⁶
- Ls
- 行走距离寿命（km）
- l
- 导程（mm）
载荷变化时的平均载荷
Fm = ∛( (Fa1³·ℓ1 + Fa2³·ℓ2 + … + Fan³·ℓn) / ℓ )
- Fm
- 平均轴向载荷（N）
- Fan
- 各区段载荷（N）
- ℓn
- 在该载荷下移动的距离
- ℓ
- 总移动距离
滚珠丝杠疲劳寿命的目标值（NSK 的参考值）
| 用途 | 所需寿命 |
|---|---|
| 机床 | 20,000 h |
| 工业机械 | 10,000 h |
| 自动控制装置 | 15,000 h |
| 测量装置 | 15,000 h |
[4]（单一资料·仅供参考）
静态安全性的确认（静止时、低速时）
静止时或 10 rpm 以下的低速时，不按寿命而按基本额定静载荷 C0a 考虑（NSK）。静态安全系数 fs = C0a / Famax 的下限，THK 为无振动、冲击时 2、有时 5，NSK 为普通载荷 1～2、冲击载荷 2～3，各资料不同。[6][5]
滚道面硬度较低时
淬火滚珠丝杠的滚道面为 HRC58～62。低于 HRC58 时，要乘以硬度系数，下调基本额定动载荷和额定静载荷后再计算（NSK）。[6]（单一资料·仅供参考）
📚参考资料
未标记的项目，是多份来自不同发布机构的资料一致的内容。产品数值以各制造商的资料为准。文字由 Kezuriba 用自己的话归纳。
- 日本精工（NSK）“轴承入门 ABC 4. 基本额定动载荷与疲劳寿命”
- 不二越（Nachi-Fujikoshi）“精密滚动轴承 样本（3205）”
- 捷太格特（JTEKT）“球轴承与滚子轴承 技术解说（CAT.NO.B2001-8，Koyo）”
- 日本精工（NSK）“精机产品样本（NSK 直线导轨、滚珠丝杠、Monocarrier，CAT.No.3162）”
- THK“Ball Screw General Catalog A15-46～A15-50（Selecting a Model Number / Considering the Service Life）”
- 日本精工（NSK）“精机产品技术报告：寿命计算中的系数”