轴承寿命(L10)

使用速度系数、寿命系数和额定动载荷计算滚动轴承额定寿命，支持 ISO 281 修正寿命计算。

输入参数

C

额定动载荷

W

施加载荷

n

转速

r/min

修正系数（可选，不填默认 1.0）

a_1

可靠度修正系数

90%→1.0　95%→0.62　99%→0.21

a_{ISO}

综合修正系数

润滑良好>1，污染严重<0.1

公式说明

① 速度系数

f_n = \left(\dfrac{33.3}{n}\right)^{\!\!1/3}

基准转速 33.3 r/min 对应额定寿命基线（100万转即500小时）。 $n$ 为实际转速（r/min）。

② 寿命系数

f_h = f_n \cdot \dfrac{C}{W}

$C$ 为额定动载荷（N）； $W$ 为施加在轴承上的载荷（N）。C/W 比值越大，轴承寿命越长。

③ 额定寿命

L_h = 500\,{f_h}^3 \quad \text{(h)}

指数3适用于球轴承（滚子轴承指数为10/3）。寿命与寿命系数的三次方成正比。

④ 修正寿命（ISO 281）

L_{nm} = a_1 \cdot a_{ISO} \cdot L_{10}

$a_1$ 为可靠度修正系数（90% 可靠度取 1.0，95% 取 0.62，99% 取 0.21）； $a_{ISO}$ 综合考虑润滑粘度比 κ 和污染系数 e_C，润滑良好时可大于 1，污染严重时可低至 0.1 以下。

知识点：轴承寿命

在同一实验条件下，取一批相同型号的轴承进行实验，将90%的轴承不因疲劳破坏的总转数或在一定转速下的工作时间称为轴承的额定寿命（L10）。ISO 281 修正公式在此基础上引入可靠度修正系数 $a_1$ 和综合系数 $a_{ISO}$ ，后者综合反映润滑状态与污染程度对寿命的影响。润滑充分、无污染时 $a_{ISO}$ 可大于 1 延长寿命；润滑不足或污染严重时可跌至 0.1，实际使用寿命仅为基础计算值的十分之一。

$a_1$ — 可靠度修正系数

可靠度	$a_1$
90 %	1.00
95 %	0.62
96 %	0.53
97 %	0.44
98 %	0.33
99 %	0.21

$a_{ISO}$ — 综合修正系数

工况	$a_{ISO}$ 参考范围
清洁 + 良好润滑	> 1
一般工业润滑	0.5 – 1
中等污染	0.1 – 0.5
严重污染/润滑不足	< 0.1

例题

单列深沟球轴承（6206）承受 $2\,000\,\text{N}$ 的径向载荷，以 $800\,\text{r/min}$ 的速度旋转，已知轴承的额定动载荷为 $19\,500\,\text{N}$ ，求轴承的寿命是多少小时。

第一步 — 由公式①求速度系数 $f_n$

f_n = \left(\dfrac{33.3}{800}\right)^{1/3} = 0.347

第二步 — 由公式②求寿命系数 $f_h$

f_h = f_n \cdot \dfrac{C}{W} = 0.347 \times \dfrac{19\,500}{2\,000} = 3.38

第三步 — 由公式③求额定寿命 $L_h$

L_h = 500 \times {f_h}^3 = 500 \times 3.38^3 \approx 19\,300 \text{ h}

因此，额定寿命约为 $19\,300\,\text{h}$ 。

知识扩展

•轴承在承受载荷最大的滚动体与滚道接触处的塑性变形量之和达到万分之一滚动体直径时，所能承受的载荷为额定静载荷。
•轴承的寿命用在疲劳剥落前能达到的总转数或在一定转数下的工作时间表示。
•一般情况（无冲击的平滑运转）使用时，载荷系数取 1～1.5。
•可靠度修正系数 $a_1$ 反映失效概率要求：标准 L10 对应 10% 失效概率（ $a_1$ =1.0），若要求失效率仅 5%（95% 可靠度）则取 $a_1$ =0.62，1% 失效率（99% 可靠度）取 $a_1$ =0.21。高可靠性场合如航空、医疗设备通常要求 99% 以上。
•综合系数 $a_{ISO}$ 通过粘度比 κ=ν/ν₁（实际运动粘度与参考粘度之比）和污染系数 $e_C$ 查图表获得，是影响现代精密设备轴承选型的关键修正量。忽略该系数直接套用旧版公式，在中等污染工况下可能高估寿命 5～10 倍。

轴承寿命(L10)

输入参数

公式说明

知识点：轴承寿命

例题

知识扩展

相关标准与参考文档

轴承寿命不只是 L10：面向工程实践的选型指南

轴承寿命(L10)

输入参数

公式说明

知识点：轴承寿命

例题

知识扩展

相关标准与参考文档

轴承寿命不只是 L10：面向工程实践的选型指南