新能源電機(jī)汽車軸承壽命試驗技術(shù)規(guī)范（討論稿）

1T/ZJBB004-2024新能源電機(jī)汽車軸承壽命試驗技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了軸承公稱內(nèi)徑（d）為30mm～60mm、的汽車軸承在試驗設(shè)備上進(jìn)行的常規(guī)壽命可靠性試驗及評定方法。本文件適用于新能源電機(jī)汽車軸承壽命與可靠性有要求的產(chǎn)品質(zhì)量驗收、產(chǎn)品質(zhì)量對比分析與評價，也適用于軸承行業(yè)及第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)的驗證試驗、項目驗收、考核評定和制造商內(nèi)部的試驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T275滾動軸承配合GB/T6391滾動軸承額定動載荷和額定壽命GB/T6930滾動軸承詞匯GB/T24607滾動軸承壽命可靠性試驗及評定方法GB/T11118.1液壓油（L-HL、L-HM、L-HV、L-HS、L-HG）3術(shù)語和定義GB/T6391、GB/T6930和GB/T24607界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4符號下列符號適用于本文件。——b：形狀參數(shù)，威布爾分布的斜率參數(shù)，表征軸承壽命的離散程度或軸承壽命質(zhì)量的穩(wěn)定性；——C：基本額定動載荷，N；——Fr：徑向載荷，N；——Fa：軸向載荷，N；——F（L1）：第i套軸承失效概率；——Li：第i個軸承的試驗時間，h；——L10：基本額定壽命，106r；——L10h：基本額定壽命，h；——L10t：基本額定壽命的試驗值，h；——L50t：中值額定壽命的試驗值，h；——M：軸向載荷與徑向載荷之比；——P：當(dāng)量動載荷，N；——N：樣本量；2T/ZJBB004-2024——Re：可靠度；——S：徑向載荷引起的軸承內(nèi)部軸向分力，N；——X：徑向載荷系數(shù)；——Y：軸向載荷系數(shù)；——Z'：質(zhì)量系數(shù)，與軸承結(jié)構(gòu)、材料、工藝有關(guān)；——η：比例系數(shù)；——v：尺度參數(shù)，威布爾分布的特征壽命。5壽命可靠性試驗原理對同一批軸承樣品在相同的試驗條件下進(jìn)行試驗，統(tǒng)計軸承能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)或時間，并應(yīng)用相應(yīng)評估方法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定此批軸承產(chǎn)品的壽命可靠性參數(shù)。6試驗分類6.1試驗按照試驗方法和試驗?zāi)康倪M(jìn)行劃分。6.2根據(jù)試驗方法，分類如下：a)完全試驗方法：一組軸承樣品，全部試驗至失效；b)截尾試驗方法：一組軸承樣品，試驗至預(yù)定時間或試驗至部分失效。截尾試驗方法又細(xì)分為以下三種：1)定時截尾試驗：一組軸承樣品，試驗至預(yù)定的時間停止試驗；2)定數(shù)截尾試驗：一組軸承樣品，試驗至預(yù)定的失效套數(shù)停止試驗；一般失效套數(shù)不應(yīng)少于軸承樣本量的2/3（最少應(yīng)保證6套）；3)分組淘汰實驗：一組軸承樣品，隨機(jī)分組，試驗至每組出現(xiàn)一個失效樣品停止試驗；c)序貫試驗：一組軸承樣品，逐次按規(guī)則對停試樣品進(jìn)行判定。一般失效套數(shù)不超過5套。6.3根據(jù)試驗?zāi)康模诸惾缦拢篴)驗證試驗：用于用戶的產(chǎn)品驗收及第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)驗證的試驗，一般采用截尾試驗或序貫試驗；b)定期試驗：用于大批量生產(chǎn)的軸承，制造廠需定期向用戶提供的試驗，其質(zhì)量要求同驗證試驗；c)鑒定試驗：當(dāng)軸承結(jié)構(gòu)、材料、工藝變更時需進(jìn)行的試驗，一般采用完全試驗或截尾試驗。7試驗設(shè)備7.1通用要求7.1.1試驗設(shè)備應(yīng)為性能參數(shù)能夠滿足使用要求或性能考核能力，且經(jīng)定期校準(zhǔn)的軸承壽命試驗機(jī)。試驗設(shè)備應(yīng)具備試驗過程中一些必要的監(jiān)測手段，如轉(zhuǎn)速、載荷、溫度、振動、潤滑等參數(shù)的監(jiān)測。7.1.2同一批軸承樣品，應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)相同的試驗設(shè)備上進(jìn)行試驗。7.1.3同一結(jié)構(gòu)型式和同一外形尺寸的軸承樣品的對比試驗，應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)相同的試驗設(shè)備上進(jìn)行試驗。7.2與軸承配合的試驗主軸和軸承座孔公差帶要求7.2.1當(dāng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，外圈固定時，與軸承配合的試驗主軸和軸承座孔的公差帶建議按表1選取。7.2.2當(dāng)軸承承受較大徑向載荷時，在保證軸承工作游隙的情況下，應(yīng)適當(dāng)增加軸承內(nèi)圈與試驗主軸配合的過盈量，以防止運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸承內(nèi)圈與試驗主軸產(chǎn)生相對滑動。3T/ZJBB004-20247.2.3對于其他方式運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，其配合應(yīng)與用戶協(xié)商確定。表1與軸承配合的試驗主軸和軸承座孔的公差帶7、8、9、0、18、9、0、1注：試驗主軸及軸承座孔的極限偏差應(yīng)符合GB/T278樣品8.1抽取樣品抽樣檢驗時，軸承樣品應(yīng)在檢驗合格的成品中隨機(jī)抽取。8.2樣本量推薦試驗樣本量為8套～20套，另備5套～10套備用樣品。當(dāng)用戶需求時，可與用戶協(xié)商確定樣本量。8.3樣品編號軸承樣品應(yīng)有清晰可辨的唯一性標(biāo)識。9試驗條件9.1通用要求試驗條件可以根據(jù)軸承參數(shù)制定，也可以根據(jù)軸承使用工況制定。制定試驗條件時，需考慮溫度、軸承接觸應(yīng)力、主軸撓度等因素對軸承的影響。對常規(guī)軸承試驗，采用循環(huán)油潤滑時，軸承外圈溫度不宜超過95℃;采用脂潤滑時，軸承外圈溫度不宜超過80℃。9.2試驗轉(zhuǎn)速軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)時，試驗轉(zhuǎn)速為軸承極限轉(zhuǎn)速的2060當(dāng)用戶有其他需求時，可與用戶協(xié)商確定。9.3試驗載荷9.3.1總則軸承試驗載荷可根據(jù)當(dāng)量動載荷進(jìn)行選取，當(dāng)量動載荷P一般取基本額定動載荷C的2035％。通常參考試驗轉(zhuǎn)速，高速試驗選取較小載荷，低速試驗選取較大載荷。對于軸向載荷Fa（包括純軸向4T/ZJBB004-2024載荷）較大的試驗，P可適當(dāng)加大；僅承受徑向載荷Fr，或徑向載荷Fr，較大的試驗，若試驗軸系的剛度和撓度許可，P也可適當(dāng)加大。9.3.2當(dāng)量動載荷計算9.3.2.1當(dāng)量動載荷計算，分為以下三種情況：a)僅承受徑向載荷時Fr，當(dāng)量動載荷P=Fr；b)僅承受軸向載荷時Fa，當(dāng)量動載荷P=YFa（接觸角α=90°時，P=Fac)承受聯(lián)合載荷時，當(dāng)量動載荷由公式（1）計算得出：P=XFr+YFa...............................................................(1)式中：X、Y值可在GB/T6391查找。載荷分配應(yīng)滿足下列兩個條件：軸承接觸角α≤20°時，Mc=0.25；軸承接觸角α>20°時，Mc=0.5。其中，η值應(yīng)符合表2的規(guī)定。-9.3.2.2為方便使用，以上兩個條件可轉(zhuǎn)化為：..........................................................Fa=Fr(Mc+η)......................................................(3)9.4軸承的潤滑9.4.1油潤滑9.4.1.1潤滑油牌號潤滑油應(yīng)采用符合GB11118.1規(guī)定的L-HM32液壓油。當(dāng)試驗載荷較大、試驗溫度較高時，可選擇黏度等級較高的液壓油。特殊試驗的循環(huán)潤滑油（包括油中添加劑等）應(yīng)與用戶協(xié)商確定。9.4.1.2潤滑油質(zhì)量管控試驗潤滑油符合以下規(guī)定：5T/ZJBB004-2024a)潤滑油應(yīng)定期檢驗，及時更換失效的潤滑油；b)軸承常規(guī)壽命試驗時，潤滑油中灰塵及機(jī)械雜質(zhì)的顆粒不應(yīng)大于10μm，并應(yīng)使用專用的濾油裝置，以減少油中的雜質(zhì)含量；c)模擬潤滑油雜質(zhì)對軸承壽命影響的試驗時，機(jī)械雜質(zhì)的顆?？纱笥?0μm。9.4.1.3潤滑油量供油量應(yīng)能保證試驗中軸承樣品的充分潤滑。9.4.2脂潤滑9.4.2.1脂潤滑軸承試驗應(yīng)封閉試驗軸承潤滑油路。9.4.2.2開式脂潤滑軸承試驗用脂應(yīng)與用戶協(xié)商確定。試驗過程應(yīng)監(jiān)測軸承溫度變化情況，檢查潤滑脂流失情況，必要時補(bǔ)充潤滑脂，以免影響潤滑效果。10試驗步驟10.1試驗準(zhǔn)備10.1.1安裝前檢查試驗前應(yīng)對試驗主體零件數(shù)量、尺寸進(jìn)行復(fù)核檢驗，確保零件之間不發(fā)生干涉。對與軸承內(nèi)圈、外圈配合的試驗主軸、軸承座孔尺寸進(jìn)行復(fù)核檢驗，確保滿足相關(guān)圖樣和文件的技術(shù)要求。10.1.2安裝10.1.2.1軸承內(nèi)圈與試驗主軸的安裝軸承內(nèi)圈與試驗主軸的安裝，一般選用壓裝，也可以選用熱裝，軸承加熱溫度一般不超過120℃。安裝過程中安裝力不應(yīng)通過滾動體傳遞。10.1.2.2軸承外圈與軸承座孔的安裝軸承外圈與軸承座孔的安裝，輕推軸承，安裝到位即可。10.2試驗設(shè)備調(diào)試與校準(zhǔn)10.2.1試驗主體與試驗設(shè)備組裝后，轉(zhuǎn)動試驗主軸，試驗主軸應(yīng)旋轉(zhuǎn)靈活，不應(yīng)有阻滯現(xiàn)象，試驗設(shè)備各系統(tǒng)能正常工作。10.2.2使用校準(zhǔn)過的轉(zhuǎn)速表核查試驗轉(zhuǎn)速，使其誤差控制在設(shè)定值的±2％范圍內(nèi)。10.2.3使用校準(zhǔn)過的力傳感器、砝碼、壓力表等儀器核查試驗載荷，使其誤差控制在設(shè)定值的±2%范圍內(nèi)。10.2.4有溫度要求的試驗，應(yīng)對測溫儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。10.3跑合試驗油潤滑軸承試驗，應(yīng)打開潤滑油路，對試驗軸承充分潤滑。油潤滑或脂潤滑軸承應(yīng)先施加少量載荷，再啟動試驗機(jī)，使軸承開始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)施加聯(lián)合載荷時，應(yīng)先施加軸向載荷，再施加徑向載荷。一般情況下，3h內(nèi)應(yīng)將載荷和轉(zhuǎn)速緩慢加至設(shè)定值；當(dāng)試驗載荷較大或溫升變化較快時，應(yīng)適當(dāng)延長跑合時間，一般不超過24h。6T/ZJBB004-202410.4正式試驗跑合試驗后，進(jìn)入正式試驗，試驗過程中記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)及試驗時間。轉(zhuǎn)速、載荷、溫度應(yīng)控制在要求的范圍之內(nèi)。10.5數(shù)據(jù)采集10.5.1試驗中由于非軸承本身的原因（如設(shè)備原因、人為原因、意外事故等）造成的樣品失效時，可與用戶協(xié)商確定不應(yīng)計入正常失效數(shù)據(jù)中。10.5.2記錄試驗原始數(shù)據(jù)時，可與用戶協(xié)商確定保持?jǐn)?shù)據(jù)完整、正確。試驗時間統(tǒng)計一般應(yīng)精確到分（min）。當(dāng)用戶有需求時，可與用戶協(xié)商確定。10.6試驗終止試驗至預(yù)定時間或軸承失效，應(yīng)停止試驗。10.7試驗結(jié)束后的檢查試驗結(jié)束后，應(yīng)對樣品檢查，判定樣品是否失效。必要時，在試驗報告中可對典型失效樣品進(jìn)行原因分析。失效包括：a)疲勞失效：試驗軸承套圈或滾動體工作表面基體金屬出現(xiàn)剝落。有下列情況之一應(yīng)判定軸承疲勞失效：3)剝落深度≥0.05mm；4)球軸承零件剝落面積≥0.5?；5)滾子軸承零件剝落面積≥1.0?；d)其他失效：軸承樣品零件散套、斷裂、卡死；保持架脫落、燒結(jié)；密封件變形；潤滑脂干結(jié)等。10.8試驗樣品處理試驗結(jié)束后的軸承樣品應(yīng)妥善保管，并對失效樣品及其失效形貌拍照留存。11試驗數(shù)據(jù)分析與評定11.1試驗數(shù)據(jù)分析方法11.1.1威布爾分布函數(shù)試驗數(shù)據(jù)處理依據(jù)二參數(shù)威布爾進(jìn)行分析，威布爾分布函數(shù)如下所示：bF(L)=1?e?..............................................................(4)b11.1.2L10t、L50t計算11.1.2.1當(dāng)F（L）=0.10時，基本額定壽命的試驗值為：L10t=v×0.10536...............................................(5)11.1.2.2當(dāng)F（L）=0.50時，中值額定壽命的試驗值為：L50t=v×0.69315...............................................(6)注：L、L一般精確至個位數(shù)。T/ZJBB004-202411.1.3可靠度計算軸承基本額定壽命可靠度為：Re=e?b=e?.................11.2試驗數(shù)據(jù)樣本量N，經(jīng)試驗后獲得的實際壽命是：a)完全試驗：L1≤L2≤……≤Li……≤LN，i=1,2，……N；b)截尾試驗：L1≤L2≤……≤Li……≤Lr，i=1,2，……r，r＜N；c)分組淘汰實驗：L1≤L2≤……≤Li……≤Lm，i=1,2，……m，m=N/N’；d)序貫試驗：L0,L1,L2,……，Lr,r≤5。11.3數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)處理方法見GB/T24607，包括以下三種：a)圖估法：用于失效數(shù)據(jù)不少于6個的試驗數(shù)據(jù)處理；b)最佳線性不變估計法：用于N≤25時的試驗數(shù)據(jù)處理；c)序貫法：用于無失效數(shù)據(jù)或較少失效數(shù)據(jù)時的試驗數(shù)據(jù)處理。11.4合格評判11.4.1合格評定參數(shù)指標(biāo)，L10t/L10h≥Z'，即為合格，其中球軸承Z'=1.4，滾子軸承及調(diào)心球軸承Z'=1.2。11.4.2根據(jù)質(zhì)量要求，按如下規(guī)則進(jìn)行合格評定：a)驗證試驗：達(dá)到合格壽命為驗證試驗合格；b)鑒定試驗：達(dá)到合格壽命3倍為鑒定試驗合格。12試驗報告試驗報告應(yīng)包含