滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展

滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状

及发展

集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验技术现状及发展

滚动轴承是广泛应用的重要机械基础件，其质量的好坏直接影响到主机性能的优劣，而轴承的寿命则是轴承质量的综合反映，在中国轴承行业“十一五”发展规划中，重点要求开展提高滚动轴承寿命和可靠性工程技术攻关。

低载荷、高转速的传统轴承寿命试验方法周期长、费用高且试验结果的可靠性差，而强化试验则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下，大大地缩短试验时间，降低了试验成本，从而加快了产品的开发周期和改进步伐，因此轴承寿命强化试验受到越来越多的关注、研究和应用。轴承快速寿命试验包含了比轴承寿命强化试验更为广泛的内涵，它不仅在寿命试验方面，而且在寿命试验的设计，寿命数据的处理、分析，寿命的预测评估，轴承失效的快速诊断、分析、处理等系统技术方面具有更新更广的内容。

轴承寿命理论的现状及发展

早在1939年，Weibull提出滚动轴承的疲劳寿命服从某一概率分布，这就是后来以其名字命名的Weibull分布，认为疲劳裂纹产生于滚动表面下最大剪切应力处，扩展到表面，产生疲劳剥落，Weibull给出了生存概率S与表面下最大剪切应力τ、应力循环次数N和受应力体积V的关系：

（1）

瑞典科学家Palmgren经过数十年的数据积累，于1947年和Lundberg一起提出了滚动轴承的载荷容量理论，又经过五年的试验研究，该理论才得以完善。该理论认为接触表面下平行于滚动方向的最大交变剪切应力决定着疲劳裂纹的发生，考虑到材料冶炼质量对寿命的影响，同时指出：应力循环次数越多、受力体积越大，则材料的疲劳破坏概率就越大，提出了统计处理接触疲劳问题的指数方程：

（2）

式中 S——轴承使用寿命

τ0——最大动态剪切应力振幅

z0——最大动态剪切应力所在的深度

c、e、h——待定指数，由轴承试验数据确定

V——受应力体积

N——应力循环次数，以万次计

经过推导和大量轴承试验数据分析，获得Lundberg-Palmgren额定寿命计算公式：

(3)

式中 L10 ——基本额定寿命，百万转

Cr ——基本额定动载荷，N

P ——当量动载荷，N

ε——寿命指数，球轴承取

3，滚子轴承取10/3

该公式1962年已由ISO列为推荐标准，并于1977年修正为正式的国际标准ISO 281/1－1977。

L-P模型能很好地解释滚动轴承失效机理和预测寿命，但是随着技术的发展，特别是炼钢技术的极大提高，使得轴承的实际寿命比计算寿命大很多，人们经过研究发现轴承经过长时间的运转后，也可以从表面产生裂纹，然后向深处扩展。20世纪70年代初，Chiu P和Tallian T E提出了考虑表面的裂纹生成方式的接触疲劳工程模型，该模型可以解释一些L-P模型难以解释的问题，例如表面粗糙度、弹流油膜厚度、切向摩擦

牵引力以及润滑介质存在污染物等情况对接触疲劳的影响。20世纪80年代，Ioannides E和Harris T A在引进了材料疲劳极限应力和考虑应力体积内各点应力及其深度的情况下，给出了I-H模型，该模型比L-P模型考虑的更加细致和接近实际情况。但Zaretsky E V认为该模型高估了轴承的寿命。Zaretsky E V提出的基于Weibull模型基础上的修正模型、Cheng W Q和Cheng H S提出的用疲劳裂纹产生的时间来表示轴承寿命的C-C

模型、Tallian T E提出的T模型、Yu W K和Harris T A提出的Y-H模型都从不同的

角度提出了对寿命的预测方法。

20世纪80年代，瑞典SKF轴承公司的研究人员在L-P理论的基础上得出了通用的轴承寿命计算模型，而L-P模型仅是该理论模型的一种特殊情况。该新寿命理论数学模型在1984年ASME/ASCE联合润滑会议上发表。该理论可用下式表示：

(4)

式中σu——为材料疲劳极限应力

σ——疲劳裂纹产生的诱发应力，可为最大交变剪切应力，最大静态剪应力，最大八面剪切应力

VR——受应力体积区域

Z'——为应力σ所在的平均深度

N——应力循环次数，以百万次计

S（N）——轴承使用概率

A——常数

c、e、h——待定指数，由轴承试验数据确定

该理论引入了局部应力和材料疲劳极限的概念，计算的出发点是局部应力，更加符合疲劳强度的设计思路，按照该理论，计算额定寿命简化式可表示为：

(5)

其中aSKF为寿命调整系数，它包括了润滑、污染、疲劳极限和轴承当量动载荷之

间的复杂关系，它的值由污染系数ηc、轴承疲劳极限载荷Pu、当量动载荷P和粘度系数K之间的函数关系给出。ηc系数则考虑了润滑剂的污染及其对轴承寿命的影响。目前这一理论仅在SKF内部使用。

在国际标准ISO 281:1990中也给出了修订的额定寿命计算式：

Lna=a1axyzL10

(6)

该修订公式中的修正系数axyz考虑到材料、润滑、环境、杂质颗粒、套圈中内应力、安装和轴承载荷等因素对轴承寿命的影响。目前该修正式已被我国正式引用并作为我国滚动轴承行业产品寿命的推荐性文件。

科学准确地预测轴承疲劳寿命一直是机械工程学者关心又难以解决的难题，三参数Weibull分布和修正的Palmgren-Miner疲劳损伤累积法将是滚动轴承应用中亟待研究的课题，同时建立关于轴承疲劳机理研究、失效因素分析、材料冶炼加工工艺、试验数据分析等的数据库也是任重道远。

轴承寿命快速试验机的现状及发展

20世纪早期，我国轴承行业一直沿用前苏联的ZS型轴承寿命试验机进行轴承寿命试验，这种试验机的性能已明显落后于试验发展需要。从美国引进的F&M 5″新型滚动轴承疲劳寿命试验机除了价格昂贵外，还采用气动高压动力源和60Hz的电频率，不太

适合中国的国情。因此在20世纪的90年代，在吸取国外先进试验机的基础上，杭州轴承试验研究中心研制了新一代自动控制滚动轴承疲劳寿命强化试验机B10-60R及其改进的ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机，大大地推进了中国轴承行业轴承寿命试验

系统技术的进步。

1. ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机主要性能参数

ZS型滚动轴承疲劳寿命试验机的主要性能参数见表1

ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机的性能比较见表2。

2. ABLT-1（B10-60R）型滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数

与ZS型和F&M 5″型滚动轴承疲劳寿命试验机相比，ABLT-1（B10－60R）型试验机主要作了如下改进：

（1）在 F&M 5″型试验机的基础上，设计一套在径向和轴向都装有薄膜油缸的试验头座组合件，加载油缸传递推力时有调整件和补偿件，保证了精度。设置手动辅助返回动作机构，以利试验头的顺利装拆等。

（2）传动轴由两套深沟球轴承悬臂支撑，传动轴一端固定，一端游动，用弹簧消隙，电动机座部件支撑倒悬，结构紧凑，增加减振措施，增强了稳定性。

（3）加载系统采用薄膜式液压缸，占用空间小、成本低，同时液压缸进出油口安装电磁换向阀，便于自动控制。

（4）温度记录装置和振动信号处理装置等附属装置挂于机架上。

该型号试验机的主要性能参数如表3所示。

3. ABLT系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机主要性能参数

在消化吸收和改进各种轴承寿命试验机的基础上，我国自行设计研制的ABLT （Accelerated Bearing Life Tester）系列滚动轴承疲劳寿命强化试验机，具有完全自主知识产权的新型轴承寿命试验技术和方法，通过个性化设计，能满足大多数滚动轴承疲劳寿命强化试验的需要。其主要性能参数如表4所示。

20世纪90年代以前，我国的轴承行业一直沿用前苏联的ZS型试验机和试验规范进行轴承的寿命试验，该试验技术试验精度低、加载系统不稳定、没有自动控制系统，远远不能满足大量试验工作的需要。ABLT-1寿命强化试验机试验技术一定程度地采用了自动化控制技术，具有操作方便、精度大大提高、使用可靠、减少了劳动强度。ABLT系列疲劳寿命强化试验机吸收了以前试验技术的优点，进一步加强和完善了自动化控制水平。目前这一轴承寿命强化试验系统技术已被瓦房店轴承集团有限公司检测试验中心、宁波摩士轴承研究院、重庆长江轴承工业有限公司、中国石化润滑油公司天津分公司、杭州诚信汽车轴承有限公司等国内外众多用户广泛认可并应用。

在ABLT系列试验机的基础上，进一步开发A2BLT+F2AST（Automatic Accelerated Bearing Life Tester & Fast Failure Analysis System Technology）寿命强化试验机和进一步研究开发包括快速失效诊断技术、快速失效分析技术、快速失效处理技术等三大方面技术，将是我们轴承行业试验机研发的下一个重要的课题。

轴承快速寿命试验技术现状及发展

由于影响轴承寿命的因素太多、太复杂，而轴承疲劳寿命理论仍需进一步完善，因此进行寿命试验成为评定轴承寿命的主要手段。相对于SKF、INA/FAG、

Timken/Torrington、NSK等国外公司，我国轴承寿命试验起步较晚，对失效机理等基础理论研究不足，目前尚处于大量积累试验数据的阶段。但是经过十几年的努力和发展，我国的轴承寿命试验技术已经得到了较大的发展并有很大的发展前景。

早在20世纪40年代，美国就对产品的设计开始采用单因素环境模拟的研制试验与鉴定试验，用来检验设计的质量和可靠性。20世纪70年代，则开始采用综合环境模拟可靠性试验、任务剖面试验和验收模拟试验。在此后的很长时间内这些试验方法成为保障产品可靠性的主要手段。但由于环境模拟耦合作用的复杂性、高成本以及试验结果的滞后性，使得该类模拟试验技术丧失了一定的优势。

与模拟试验的思路相反，环境应力激发试验则是用人为的施加环境应力的方法，加速激出并清除产品潜在缺陷来达到提高可靠性的目的。从早期的高温、温度循环、温度

冲击等激发试验的形式，发展为现在公认的高温变率的温度循环和宽带随机振动，试验所施加的应力不必模拟真实环境，只要激发的效率越高越好。随着该试验技术的蓬勃发展，有人试图用标准的形式来加速这一技术的发展，但这种思路容易将试验方法重新拉回到模拟试验的轨道上去，况且不同的缺陷类型和不同失效机理必须使用不同的应力筛选方案来进行，因此这种以标准试验方法来规范试验的方法是不可取的。

目前轴承行业广泛采用的可靠性强化试验技术是依据故障物理学，把故障或失效当作研究的主要对象，通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的。实践证明，该方法效果显着，并且与常规试验技术具有等效性和可比性。前苏联、瑞典的SKF、日本的NSK、NTN、英国的RHP(现为日本NSK-RHP)、奥地利的STEYR（现为SKF-STEYR）、美国的SKF和F&M公司均采用加大试验载荷来达到快速试验的目的。日本和欧美等国家的深沟球轴承强化试验中所采用的试验载荷已经接近或超过额定载荷的一半，如表5所示。

模拟试验技术近年来得到广泛的重视，但是模拟试验成本较高、周期太长和模拟耦合的复杂性，使得模拟试验呈积木式、模块化方向发展。激发试验技术虽然国外有一定的研究，但是国内轴承行业目前还很少做过该类试验，同时这种试验方法目前都是在设计没有缺陷的前提下，针对生产过程的缺陷，对于设计缺陷还不能很好的排除。

试验技术的智能化和个性化将是轴承寿命试验技术将来的发展方向，根据特定的试验条件，设定转速谱和载荷谱等以满足试验的要求，同时应用人工智能和专家系统等知识库技术来进行智能化处理。2005年10月，第一作者曾赴欧洲考察三周，在德国慕尼黑技术大学等培训学习汽车模拟试验技术，并实地考察了INA/FAG轴承公司、KLUBER润滑脂公司及其测试中心的模拟试验现场情况，对此有了更深刻的感悟。

轴承寿命试验数据处理及发展

由于轴承寿命非常离散，一批同结构、同材料、同热处理、同加工方法的轴承在相同的工况下，其最高寿命和最低寿命相差几十倍甚至更多，因此对疲劳寿命试验数据需要用数理统计方法进行处理。近似服从滚动轴承疲劳寿命的理论分布有韦布尔（W. Weibull）分布以及对数正态分布（寿命值取对数后符合正态分布）等，但由于韦布尔分布更加接近于寿命试验结果，而且数据处理比较方便，所以目前论述轴承寿命的分布时，绝大多数用二参数的韦布尔分布，其分布函数为：

（7）

式中 F(L)——在规定的试验条件下，轴承运转到L小时而破坏的概率

b——韦布尔分布斜率，描述轴承寿命的离散性和稳定性

v——韦布尔分布的特征寿命，即当F(L)=0.632时对应的轴承寿命小时数

L——轴承出现疲劳破坏时运转小时数。

早期国内主要依据JB/T7049-1993标准中提出的数据处理方法，利用最佳线性不变估计、最大似然估计法或Weibull图法，估计出轴承寿命的韦布尔参数b和V，从而求出试验寿命和可靠性等参数。这种方法较为准确，适合于完全试验、定数截尾试验、分组淘汰等试验的数据处理，但是使用该方法需要一定数量的试验数据，否则不能准确地估计出真实的轴承寿命。JB/T7049-1993现修订为JB/T50013-2000。JB/T50093-1997推荐了另外一种数据处理思路，即先假设韦布尔斜率，设置了质量系数、检验水平、接受门限、拒绝门限等参数，从而减少了很多以前烦琐的数据处理，较适用于定时截尾的试验方法，可以减少试验失效套数，减少试验时间，节约试验费用，但是使用范围有一定的局限性，且与别的数据处理方法的处理结果有一定的差距。第一作者用JB/T50093-1997规定的方法、图估计法、最佳线性无偏估计法、最佳线性不变估计法、最大似然估计法以及最小二乘法等六种方法对几组试验数据进行处理，得到b和v的估计值并加以比较，结果表明最小二乘法的偏差较大，其他几种方法的估计结果差别不大，因此用以

上几种方法对轴承寿命进行估算时，关键还是收集数据的正确性。无失效数据的bayes 分析法和无失效数据的配分布曲线法正在受到人们的关注和研究。杭州轴承试验研究中心有限公司企业博士后科研工作站试图与国内外着名高等院校合作，以市场为导向，产学研合作共赢的合作模式，在滚动轴承性能寿命的检测试验、故障诊断、寿命预测等相关领域进行研发攻关。随着轴承寿命试验数据处理技术的创新，必将促进滚动轴承快速寿命试验的发展。

本篇文章来源于“中国金属加工在线”

本篇文章来源于“中国金属加工在线”

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

产品寿命可靠性试验MTBF计算规范

产品寿命可靠性试验MTBF计算规范 一、目的： 明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法 二、范围： 适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度（DMT/PMT）验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验 三、职责： DQA部门为本文件之权责单位，责权主管负责本档之管制，协同开发、实验室进行试验，并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。 四、内容： MTBF:平均无故障时间 英文全称:Mean Time Between Failure 定义:衡量一个产品（尤其是电器产品）的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF

MTBF测试原理 1.加速寿命试验 (Accelerated Life Testing) 执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命. 常规试验耗时较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善. 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命. 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性. 一般情况下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间. 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美军规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式. 如果温度是产品唯一的加速因素,则可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用. 引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等. 反乘幂法则(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计

第1章绪论 1.1课题研究的目的和意义 滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都及轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。 在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命及负载的方程式，称为L-P公式。伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于及连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。

滚动轴承的寿命计算

滚动轴承的寿命计算 1 基本额定寿命和基本额定动载荷 轴承中任一元件出现疲劳点蚀前的总转数或一定转速下工作的小时数称为轴承寿命。大量实验证明，在一批轴承中结构尺寸、材料及热处理、加工方法、使用条件完全相同的轴承寿命是相当离散的（图1是一组20套轴承寿命实验的结果），最长寿命是最短寿命的数十倍。对一具体轴承很难确切预知其寿命，但对一批轴承用数理统计方法可以求出其寿命概率分布规律。轴承的寿命不能以一批中最长或最短的寿命做基准，标准中规定对于一般使用的机器，以90%的轴承不发生破坏的寿命作为基准。 （1）基本额定寿命 一批相同的轴承中90%的轴承在疲劳点蚀前能够达到或 超过的总转数r L （610转为单位）或在一定转速下工作的小时数()h h L 。 图1 轴承寿命试验结果 可靠度要求超过90%，或改变轴承材料性能和运转条件时，可以对基本额定寿命进行修正。 （2）基本额定动载荷 滚动轴承标准中规定，基本额定寿命为一百万转 时，轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，用字母C 表示，即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作一百万转而不发生点蚀失效的概率为90%。基本额定动载荷是衡量轴承抵抗点蚀能力的一个表征值，其值越大，轴承抗疲劳点蚀能力越强。基本额定动载荷又有径向基本额定动载荷（r C ）和轴向基本额定

动载荷（a C ）之分。径向基本动载荷对向心轴承（角接触轴承除外）是指径向载荷，对角接触轴承指轴承套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量。对推力轴承指中心轴向载荷。 轴承的基本额定动载荷的大小与轴承的类型、结构、尺寸大小及材料等有关，可以从手册或轴承产品样本中直接查出数值。 2 当量动载荷 轴承的基本额定动载荷C （r C 和a C ）是在一定条件下确定的。对同时承受径向载荷和轴向载荷作用的轴承进行寿命计算时，需要把实际载荷折算为与基本额定动载荷条件相一致的一种假想载荷，此假想载荷称为当量动载荷，用字母P 表示。 当量动载荷P 的计算方法如下： 同时承受径向载荷r F 和轴向载荷a F 的轴承 ()P r a P f XF YF =+ （1） 受纯径向载荷r F 的轴承（如N 、NA 类轴承） P r P f F = （2） 受纯轴向载荷a F 的轴承（如5类、8类轴承） P a P f F = （3） 式中：X ——径向动载荷系数，查表1； Y ——轴向动载荷系数，查表1； P f 冲击载荷系数，见表2。 载荷系数P f 是考虑了机械工作时轴承上的载荷由于机器的惯性、零件的误差、轴或轴承座变形而产生的附加力和冲击力，考虑这些影响因素，对理论当量动载荷加以修正。 表中e 是判断系数。0/a r F C 为相对轴向载荷，它反映轴向载荷的相对大小，其中0r C 是轴承的径向基本额定载荷。表中未列出0/a r F C 的中间值，可按线性插值法求出相对应的e 、Y 值。

产品环境试验及可靠性试验要求

1.目的：明确公司产品环境试验及可靠性试验的要求，确定试验用样品的领用，归还及处理方法 2.范围：本规定适用于泰丰公司新产品开发样机、工程样机、试产样机、 首批生产的产品、批量生产的产品以及售后反馈质量较差的产品 3.职责：品管部例行试验室负责做环境试验及可靠性试验，并负责领用、 归还试验用样品，成仓、生产部协助，售后服务部统一处理经过可靠 性试验的样品 4.试验项目： 4.1.1环境试验项目包括：高温试验、低温试验、振动试验、恒定湿热试 验、跌落试验、压强试验 4.1.2可靠性试验项目包括：叉簧寿命试验、按键寿命试验、铃声寿命试验、 MTBF （平故障工作时间）试验 5.试验要求 5.1例行试验室对需做试验的样品，按照《泰丰环境试验及可靠性试验品质标 准》进行相关试验，在记录本和白板上记录试验样品的名称、型号、样品 来源、试验项目、试验开始及结束时间、日期等。 5.2例行试验室需对试验前样品进行功能、性能测试，并记录检测数据及情 况。 5.3新产品开发样机、工程样机、试产样机做完环境试验后做可靠性试 验。 5.4首批生产的产品抽取5台样机做环境试验后，从中再抽取2台做可 靠性试验。 5.5成熟机型累计生产10万台，抽5台样品做环境试验后，从中再抽取

2台做可靠性试验。 5.6批量生产过程中，因更换物料可能影响到产品性能的，抽5台做环 境试验。 5.7技术服务部反映差的话机，品管针对不良项目安排做例行试验和相 关可靠性试验。 5.8如试验不合格，由开发、工程部分析原因，加以改进，认为问题已经解 决，再行试验。新开发产品只有通过例行试验和可靠性试验，才能投入批 量生产。对于已生产入库的话机，由品管裁决是否需要返工。 6.试验方法：参见实验室相关测试规范。 7.试验用话机的管理 7.1开发、工程样机试验完立即归原部门，并由原部门管理。 7.2例行试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产线或成品仓库借 用，试验完立即归还。 7.3可靠性试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产经或成品仓库借用，可 靠性试验完后，实验室对话机作上标记，由品管发文通知计划安排返工， 工程出返工方案，返工合格后再入成品仓库

滚动轴承寿命与可靠性试验的评定方法

滚动轴承寿命与可靠性试验的评定方法 轴承技术2011年第2期?29? 滚动轴承寿命与可靠性试验的评定方法 国家轴承质量监督检验中心张伟 轴承行业对轴承寿命与可靠性试验评定 方法的研究已有很长时间,1985年洛阳轴承研 究所首次制定了滚动轴承寿命试验评定方法 ZQ37—85《滚动轴承寿命可靠性考核试验方 法》,后于1991年修订为JB/CQ37—91《滚动 轴承寿命可靠性考核试验方法》;又于1997年 修订为JB/T50093—1997《滚动轴承寿命及 可靠性试验评定方法》. 多年来,滚动轴承寿命及可靠性试验评定 方法对促进滚动轴承寿命可靠性质量的提高, 行业的质量评定以及国内外用户的产品验收 起到了重要的作用.为适应新形势下轴承质 量水平的不断提高,以及和国外轴承质量接轨 问题,特制订GB/T24607—2009《滚动轴承 寿命与可靠性试验及评定》标准,该标准的实 施无疑是对滚动轴承寿命可靠性质量的一次

促进,势必将对提高我国滚动轴承的寿命可靠性水平起到积极的作用. 1合格评定 轴承寿命可靠性试验原始数据经数据处 理后得到相关参数,对参数进行一系, 即达到Lm/Li的倍数值. 2试验数据处理 常规试验数据处理一般依据二参数韦布 尔(Weibul1)分布函数进行分析处理,使用图估计法和参数估计法,图估计法较简便直观,一般可优先采用图估计法;而对试验数据较少的或无失效数据的情况一般采用序贯试验评定方法. 2.1Weibul1分布图估计法 1)图估计目的 通过对试验轴承样品的完全试验,截尾试 验等,得出试验数据,根据图估计法在Weibul1 分布图上估计出分布参数,并得出试验结果及评定结果. 2)Weibul1分布图 轴承寿命服从二参数韦布尔(Weibul1)分 布函数:

滚动轴承地寿命计算

滚动轴承的寿命计算 一、基本额定寿命和基本额定动载荷 1、基本额定寿命L10 轴承寿命：单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下，各个轴承的寿命有很大的离散性，所以，用数理统计的办法来处理。 基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以106为单位）或一定转速下的工作时数。（失效概率10%）。 2、基本额定动载荷C 轴承的基本额定寿命L10=1（106转）时，轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。 基本额定动载荷C （1）向心轴承的C是纯径向载荷； （2）推力轴承的C是纯轴向载荷； （3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。 二、滚动轴承的当量动载荷P 定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P，在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。 1．对只能承受径向载荷R的轴承（N、滚针轴承）P=F r 2．对只能承受轴向载荷A的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））P= F a 3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F a X——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见下表。 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数

表12－3 考虑冲击、振动等动载荷的影响，使轴承寿命降低，引入载荷系数fp—见下表。载荷系数fp 表12－4

可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析

术语和定义 HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。 运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。 破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。 裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。产品的裕度越大，则其可靠性越高。 夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。 加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。 振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。 Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。 热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。 功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。一般是通过测量试样的关键参数是否达到指标或利用诊断模式测试试样的内部性能。 摘要：本文围绕产品HALT试验，详细介绍HALT试验基本要求、总体过程及试验过程。 关键词：HALT试验、基本要求、试验过程 1、HALT试验基本要求 1.1对试验设备的要求 1.1.1对试验箱的要求 做HALT试验的设备必须能够提供振动应力和热应力，并满足下列指标： 振动应力：必须能够提供6个自由度的随机振动；振动能量带宽为2Hz～10000Hz；振台在无负载情况下至少能产生65Grms的振动输出。 热应力：目标是为产品创造快速温度变化的环境，要求至少45℃/min的温变率；温度许可范围至少为－90℃～＋170℃。

电子电器产品 可靠性测试检验标准.

可靠性测试检验标准 一.机械测试标准 B随机振动测试标准 试验目的：检验产品经受规定严酷等级的随机振动测试 试验设备：振动仪 试验样品：6SETS 试验内容：被测样品不包装，处于通电状态，牢固固定在测试台，试验参数：频率范围5-20Hz，功率频谱度0.96M2/S3；频率范围20-500Hz，功率频谱度0.96M2/S3（20Hz处），其它-3dB/℃T .轴向：三个轴向，持续时间，每方向1小时，共3小时，持续时间结束，取出样机进行测试后检查。 判定标准：通过基本功能测试；外观/结构正常，未见零件松动、裂开异常。 C包装振动测试标准 试验目的：模拟运输过程中振动对产品造成的影响 试验设备：振动测试仪 试验样品：2 carton 试验内容：振动宽度（Vibration width）:2mm/2.8g;扫周率（Sweep Frequency）:10 to 30Hz;方向（Direction）:六个面（x.y.z axis）;测试时间：30分/每个面（30 Minutes per axis），测试完成后检验产品的外观结构及各项功能。 判定标准：通过基本测试，外观/结构正常，未见零件松动异常。

二．存储温度测试标准 A高温贮存试验 试验目的：检验产品在高温环境条件下贮存的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、不通电，以正常位置放入试验箱内，使试验箱温度达到60±2℃，温度稳定后持续16小时，持续期满，立即进行试验后检测。 判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 B低温贮存试验 试验目的：检验产品在低温环境条件下贮存的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、不通电，以正常位置放入试验箱内，使试验箱温度达到-20±2℃，温度稳定后持续16小时，持续期满，在正常大气条件下放置2H，放置期满，被测样机进行试验后的检查。 判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 三．高低温测试标准 A低温工作试验 试验目的：检验产品在低温环境条件下使用的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、处于导通状态，以正常位置放入试验箱内，使温度达到-20±3℃,温度稳定后，持续8小时，持续期满，进行产品测试后的检查。 判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 B高温工作试验 试验目的：检验产品在高温环境条件下使用的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、处于导通状态，以正常位置放入试验箱内，使温度达到+55±2℃,温度稳定后，持续8小时，持续期满，进行产品测试后的检查。 判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 C恒定湿热试验 试验目的：检验产品在恒定湿热环境条件下使用的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、处于导通状态，以正常位置放入试验箱内，使温度达到40±2℃,湿度达到 95%，持续96小时，持续期满，立即进行产品测试后的检查。 判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 D冷热冲击试验 试验目的：检验产品经受环境温度讯速变化的能力 试验设备：冷热冲击试验箱 试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、不导通或不带电池状态，以正常位置放入试验箱内，高温为60℃，稳定温度保持时间为2小时，低温为-20℃，，稳定温度保持时间为2小时，转换时间不大于15秒，循环次数为12次（1循环周期为4小时），循环期满，在正常大气条件下放置2小时，放置期满，被检样机立即进行产品测试后的检查。 判定标准：产品外观和结构正常。功能、性能方面正常。 E结露试验 试验目的：检验产品在结露环境条件下的适用性 试验设备：恒温恒湿试验箱

轴承寿命试验

实验一：滚动轴承疲劳寿命 一、实验目的 1.了解影响轴疲劳承寿命的影响因素 2.了解实验的原理及试验方法 二、实验设备 ABLT-1A型轴承寿命强化试验机 三、实验原理及方法 ABLT-1A型轴承寿命强化试验机适用于内径为10-60mm的滚动轴承寿命强化实验。该试验机主要由实验头、实验头座、传动系统、加载系统、润滑系统、电器控制系统、计算机监控系 统等部分组成。实验头装在实验头座内。传动系统传递电机的运动，使试验轴按一定转速旋转。加载系统提供试验所需的的

载荷。润滑系统使实验轴承在正常情况下充分润滑进行实验。电气控制系统提供电气和动力保护，控制电机和液压油缸等的动作。计算机记录试验温度和振动信息，监控机器的运行情况。强化是在保持滚动轴承接触疲劳失效机理一致的前提下被实验的轴承上所加的当量动载荷应接近或达到额定动载荷C的一半，以达到缩短试验周期的目的。 实验轴承外圈温度自动显示，试验时间自动累计显示，疲劳剥落自动停机，用工控机将实验结果每隔一定时间将寿命实验通过时间、振动、温度自动打印一份。 主要技术指标： 实验轴承类型：深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承、汽车水泵轴连轴承和汽车轮毂轴承。实验轴承内径：Φ10-60mm 实验轴承数量：2-4套 最大径向载荷：25KN/100KN 最大轴向载荷：50KN 试验轴承转速：1000-10000r/min（有级可调） 供电电源：380v 50hz 三相 功率：约4.5KW 环境温度：5-40 ℃ 四、实验步骤

1.在同一批同型号经检验合格的的产品中随机轴承实验样品在同一批同型号经检验合格的的产品中随机轴承实验样品，每批轴承必须在同一结构的试验机，在相同实验条件下进行试验。 2.在样品内外套圈非基准端面上逐套编号。 3.试验主体组装：试验主体是指主轴，承载体，左右衬套，左右法兰盘，拆卸环，左右锁紧螺母，承载轴承实验轴承等。各零部件要清洗干净。严格按照标准和图样要求组装。 4.在压装轴承时只允许内圈受力，压装后手感检查每套轴承是否旋转灵活。试验主体与机身组装后，用手转动主轴无障碍、无异常。检查各系统（载荷传递、润滑、电气、控制、检测等），使功能正常,安全可靠。 5.采用油润滑实验时，实验轴承外圈温度不允许超过95℃；采用脂润滑时，实验轴承温度不允许超过80℃。 6.寿命试验连续运转，要随时对载荷、转速、油压、振动、噪声、温度等进行监控，每两小时记录一次实验轴承外圈温度，作为实验通过时间的依据。除自动检测外，还要随时用听诊器监听轴承噪音变化，判断轴承运转情况，若有异常情况，立即停机检查处理。 7.试验结束后，有关检测记录、实验报告、实验记录等有关资料保持其原始面目，并妥善保管。试验后典型失效样品送有关部门进行失效分析，其余防锈保存。 五、实验报告

加速寿命试验公示计算汇总

加速寿命试验公示计算汇总 一、前言 新研究的医疗器械在上市前应确保在储存期( 通常 1 到5 年) 内产品的质量不应发生任何影响安全性和有效性变化，新产品一般没有实时和储存周围环境条件下确定有效期的技术资料。如果按实际储存时间和实际环境储存条件进行检测需要很长的时间才能获得结果，为了在实时有效期结果获得以前，有必要进行加速老化实验提供确定有效期的实验数据。 医疗器械设计人员能够准确地预计聚合物性能的变化对于医疗器械产业化是非常重要的。建立聚合物材料退行性变的动态模型是非常困难和复杂的，事实上材料短期产生的变化或变性的单速率表达形式可能不能充分反映研究的产品或材料在较长有效期的真实情况。为了设计试验方案能准确模拟医疗器械时间相关的退行性变，有必要对材料的组成、结构、成品用途、组装和灭菌过程的影响、失效模型机制和储存条件有深入的了解。 一个给定的聚合物具有以各种方式( 晶体、玻璃、不定形等) 组成的许多化学功能基团，并含有添加剂如抗氧化剂、无机充填剂、色素和加工助剂。所有这些变量的总和结合产品使用和储存条件变量决定了材料的化学性能的退行性变。得庆幸的是，生产医疗器械的大部分都是采用常用的几种高分子材料，这些材料已经广泛使用并且都进行了良好的表征。根据以碰撞理论为基础的阿列纽斯(Arrhenius) 模型建立的老化简化实验方案(Simplified Protocol for Accelerated Aging) ，也称“10 度原则”(10-degree rule) ，可在中度温度范围内适用于良好表征的聚合物，试验结果可以在要求的准确度范围内。 医疗器械或材料的老化是指随着时间的延长它们性能的变化，特别是与安全性和有效性有关的性能。加速老化是指将产品放置在比正常储存或使用环境更严格或恶劣的条件下，在较短的时间内测定器械或材料在正常使用条件下的发生变化的方法。 采用加速老化实验合格测试的主要原因是可以将医疗器械产品尽早上市。主要目标是可以给病人和企业带来利益，病人可以尽早使用这些最新的医疗器械，挽救病人的生命；企业可以增加销售获得效益，而又不会带来任何风险。尽管加速老化试验技术在学术领域已经比较成熟，但是这些技术在医疗器械产品的应用还是有限的。美国FDA 发布了一些关于接触眼镜、药物和生物制品等关于加速老化实验的指导性文件，还没有加速老化试验的标准。在我国尚无关于医疗器械有效期确定的加速老化的实验指导原则。国外许多医疗器械企业根据这些指导原则和文献建立自己的加速老化试验方法。（来源于：《中国医疗器械信息》2008年第14卷第5期《医疗器械加速老化实验确定有效期的基本原理和方法》） 二、实验条件和时间对比表

轴承疲劳寿命3

河南科技大学 实习报告 (3) 学院_______________ 专业班级_______________ 学生姓名_______________ 指导教师_______________ ______学年第______学期

【实验名称】：滚动轴承疲劳寿命试验 【实验目的】：1、滚动轴承的疲劳寿命是轴承的一个非常重要的质量指标； 2、通过实验和现场收集有价值的数据； 3、目前，随着经济全球化，资源本地化的加剧，为了满足轴承制造商和轴承大用户对提高轴承综合质量的要求，我国轴承行业必须对轴承寿命激发试验做更多的尝试。 【实验设备】：ABLT-1A轴承寿命试验机该仪器主要用于滚动轴承疲劳寿命强化（快速）试验。由试验头、试验头座、传动系统、加载系统、润滑系统、计算机控制系统等组成。试验轴承类型：球轴承和滚子轴承 试验轴承内径：10~60mm 试验轴承转速：1000~10000r/min 最大径向加载：100KN 最大轴向加载：50KN 【实验原理和方法】：轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式： L10=(f t*C/P)ε或 L h=(106/60*n)* (f t*C/P)ε 式中： L10──基本额定寿命（106转）； L h──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；f t──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；ε──寿命指数（球轴承ε=3 ，滚子轴承ε=10/3 ）。 6308实验条件的确定： 额定动载荷Cr=22200N； 取当量动载荷P=6720N； 极限转速n l=14000r/min； 取实验转速n=6000r/min； 基本额定寿命：L10=(106/60*n)*(C/P)ε=100h（球轴承ε=3） 试验结果计算： 按GB/T24607-2009 按检验水平2，实验套数E=8 为布尔分布斜率：b=1.5 设K=1.4 L=K*L10b/0.10536=1.4*1001.5/0.10536=13288 T1i=(L/E)*U a=（13288/8）U a=2674 T0=1941.5=2702 T0=2702> T1i=2674 符合达到K=1.4要求，所以轴承做实验要转够194个小时。 根据GB/T24607-2009合格评定8.4.2L10t/L10h>=Z， （球轴承Z，=1.4）即为合格 【实验步骤】：1、实验分两组进行，1#～4#为第一组，5#～8#为第二组； 2、使用钢笔蘸王水溶液分别给八套轴承编上1～8等号码； 3、将编号的轴承利用工具装入工装内，再将工装装入轴承试验机内； 4、每个试验机内部可以装入四套轴承，其中两套作为对比轴承，工作环境稍好于另外两套； 5、检查一下机器是否有异常，如果无，打开试验机，开始试验，知道轴承损坏或者转够了194个小时时才停止； 6、利用计算机每隔一定的时间记录实验数据，判定轴承寿命是否具有可靠性；

产品可靠性试验标准

内部机密 产品可靠性测试标准 文件版本：V1.0 江苏中讯数码电子有限公司 企业标准 文档编号 撰写人 审核人 批准人 创建时间 2010．01．01发布 2010.01.01 实施

文件修改履历

目录 一．目的 (4) 二．编制依据 (4) 三．适用范围 (4) 四．定义 (4) 五．主要职责 (4) 六.试验场所 (5) 七．可靠性测试内容 (5) 1．加速寿命测试 (5) 1.1跌落试验 (5) 1.2振动试验 (5) 1.3湿热试验 (6) 1.4静电试验 (6) 2．气候试应性测试 (7) 2.1低温试验 (7) 2.2高温试验 (7) 2.3盐雾试验 (7) 3．结构耐久测试 (8) 3.1按键/叉簧测试 (8) 3.2跌落测试 (8) 4．表面装饰测试 (8) 4.1丝印、喷油测试 (8) 5．特殊条件测试 (9) 5.1低温加电试验 (9) 5.1恒温湿热加电试验 (9) 八．最终检验 (9) 九．判断标准 (9) 十．试验程序 (10)

一 .目的 1．对产品硬件设计、制造进行验证确认符合相应国家标准； 2．在特定的可接受的环境下评估产品的质量和可靠性； 3．在特定的可接受的环境下评估产品的安全性； 4．统一并规范企业内产品硬件测试检验方法。 二．编制依据 1．GB/T2421-1999 电工电子产品环境试验第一部分：总则 2．GB/T2422-1995 电工电子产品环境试验术语 3．GB/T4796-2001 电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级 4．GB/T2423.1-2001 电工电子产品环境试验第1部分：试验方法试验A：低温 5．GB/T2423.1-2001 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温 6．GB/T2423.1-2001 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed：自由跌落7．GB/T2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动8．GB/T2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验试验Ca:恒定湿热试验方法 9．GB/T2423.17-2001 电工电子产品环境试验第2部分：试验Ka盐雾试验方法 10．GB/T17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 三．适用范围 1．本文件使用于中讯数码有限公司所生产的所有产品。 2．根据技术中心的要求，本标准适用于提供相应的测试环境对一些部件进行可靠性测试四．定义 为了了解、考核、评价、分析和提高产品可靠性而进行的试验。 五．主要职责 1．技术中心 1.1定义项目/产品可靠性测试计划 1.2完成、跟踪项目/产品可靠性测试结果 1.3参与产品可靠性测试问题的分析及改进 1.4提供制定/修改可靠性测试程序及标准建议 1.5参与测试设备/仪器的日常管理、维护 1.6参与可靠性测试设备/仪器的开发 2．质管部

轴承疲劳寿命试验技术发展趋势

轴承疲劳寿命试验技术发展趋势 李兴林,张仰平,张燕辽,曹茂来,李建平 (杭州轴承试验研究中心,浙江　杭州　310022) 摘要:结合国际国内轴承疲劳试验的现状,阐述了强化轴承疲劳寿命试验发展趋势。随着全球经济一体化的发展,轴承寿命快速试验国际化势在必行。 关键词:滚动轴承;疲劳试验; 中图分类号:TH133.3 文献标识码:B 文章编号:1000-3762(2005)02-0042-03 随着人们对轴承研究的不断深入,疲劳寿命及可靠性作为轴承最重要的性能,已引起各轴承生产单位及相关用户的广泛关注。但由于影响疲劳寿命的因素太多再加上轴承疲劳寿命理论仍需完善,进行寿命试验无疑成为评定这项指标的唯一有效途径。 我国轴承寿命试验,相对于SK F、I NA/FAG、T imken、NSK、NT N、K OY O等国外公司起步较晚、规模较小。目前正处于大量积累试验数据的阶段。而对轴承寿命的各种影响因素及轴承失效机理等基础性理论研究尚嫌不足,与世界先进水平仍有较大差距。随着我国加快建设轴承强国的步伐,用户提高对轴承寿命和性能的要求,轴承试验设备和试验方法将不断推陈出新,轴承寿命试验技术发展将呈现十分乐观的前景。 1　标准试验技术现代化 1.1　标准试验技术自动化 40多年来,我国轴承行业一直沿用前苏联50年代的规范用ZS型试验机进行寿命试验,其主要缺点是:试验载荷的加载系统稳定性差,测试手段落后,没有自动监控装置,试验过程中各数据的测试均靠人工完成,通常是“四班三运转”,这样既影响试验结果的准确性,同时又增加工作人员的劳动强度,时间和人力消耗大,远远不适应大量试验工作的需要。新开发的轴承寿命试验机均不同程度地采用自动化技术来解决这一问题。 1.2　标准试验技术智能化 智能化是自动化的进一步发展,可以根据标准,设定转速谱、载荷谱等以满足试验要求,同时试验结果可以用人工智能和专家系统等知识库技术来进行智能化处理,以达到多快好省的要求。 1.3　标准试验技术个性化 基于标准试验的个性化试验是指轴承寿命试验时与标准轴承寿命试验有所“偏离”,以达到某种特定试验条件的特殊试验需要。如在润滑油中加入金属粉末或污染物研究其对轴承寿命的影响。 2　模拟试验技术模块化 20世纪40年代美国就对产品的设计开始采用单因素环境模拟的研制试验与鉴定试验,以检验设计的质量与可靠性。至70年代发展到采用综合环境模拟可靠性试验(CERT)和任务剖面试验。为检验工艺则采用不带设计裕度的验收模拟试验。 随着环境模拟试验技术的发展与成熟,各国政府部门及军兵种相继颁布了一系列的国标、军标,以严格的法规形式来保证产品的质量和可靠性,其中最有代表性的如美国的环境模拟试验军标MI L-ST D-810,可靠性试验军标MI L-ST D-781和空间飞行器试验军标MI L-ST D-1540及其修订版,具体产品型号则根据这些标准与型号的特点制定详细的试验大纲。长期以来环境模拟试验成为保障产品可靠性的主要手段。 模拟试验技术的特点是:模拟真实环境,加上设计裕度,确保试验过关。因此,环境模拟的真实程度和设计裕度的大小便成为两个关键因素。要提高可靠性就必须对环境进行更精确的模拟和加大设计裕度,但这样一来便使难度增大,周期拖长和成本增加。 这种方法的不足之处是对设计和工艺缺陷未 ISS N1000-3762 C N41-1148/TH 轴承 Bearing 　 2005年第2期 2005,N o.2 42-43

浅谈电工电子产品加速寿命试验

浅谈电工电子产品加速寿命试验 广州广电计量检测股份有限公司环境可靠性检测中心颜景莲 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。 2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。 2.3最弱链条模型 最弱链条模型是基于元器件的失效是发生在构成元器件的诸因素中最薄弱的部位这一事实而提出来的。 该模型对于研究电子产品在高温下发生的失效最为有效，因为这类失效正是由于元器件内部潜在的微观缺陷和污染，在经过制造和使用后而逐渐显露出来的。暴露最显著、最迅速的地方，就是最薄弱的地方，也是最先失效的地方。

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计

滚动轴承疲劳寿命试验台的设计 第1章绪论 1.1课题研究的目的和意义 滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受 载荷和传递动运动的作用。可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都与轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。 在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多 试验，根据1400 多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命与负载的方程式，称为L-P公式。伴随我国轴承 制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。现在的5210轴 承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。

来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于与连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用 电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不 间断的工作4000-8000小时。因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。 1 1.2 国内疲劳试验台的现状 国内最早的疲劳寿命试验平台产品都是从前苏联引进，采用剖分式试验主体，在国内称之为第一种机型。经过改造，在我国重要的轴承试验台生产厂先后制造出了名为ZS系列的轴承寿命试验台，以满足当下我国轴承生产公司对轴承使用时间的要求，以此，同时为刚刚开始不久的我国轴承疲劳寿命试验累积了一定的试验参考依据。 第一个试验台机型结构包括径向加载油缸、轴、中承载体、2个端承 载体和试验主轴。试验台的主要结构拼接后安装在主体被剖分了的底座内，试验主轴由联轴器和传动主轴连接，传动主轴的动力经过带轮靠电机带动变速传动。竖向和横向的施加载荷的油缸依次同手动加压缸结合，利用扭转促使手动加压缸活塞得到不一样的压力。这种试验台在我国使用比较广泛，为轴承制造业的进步发挥了很大的作用。这种试验台的优点在于：

简析滚动轴承的疲劳寿命

安昂商城 简析滚动轴承的疲劳寿命 轴承疲劳寿命是指，在一定技术状态下的滚动轴承，在主机的实际使用状态下运转，直至滚动表面发生疲劳剥落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。当轴承转速大致恒定或已成为已知，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)、影响滚动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计算与试验是以数理统计学和概率论为基础的。最常用的滚动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，改批轴承中有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，还采用中值寿命的概念。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的总转数，或在一定转速下的工作小时数。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)、额定寿命的概念值使用于数量足够的一批滚动轴承，而不适用于个别滚动轴承。例如有40套6204轴承按其使用条件算的其额寿命为1000h，其实际意义是在这批轴承中大体上可能有90%，即36套的实际运转寿命将超过1000h即出现疲劳，但不能个别地指出究竟是哪只轴承的疲劳寿命将低于1000h。事实上，由于轴承设计、制造、材质以及应用技术的不断进步，一些厂家轴承产品的实际使用寿命大多略高于甚至成倍地高于按标准方法计算出的额定寿命。 3)、对于实际使用中并非由于疲劳失效的轴承，额定疲劳寿命的意义就代表这批滚动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，用户在选择滚动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，取计算结果中较小值为滚动轴承计算寿命。