可靠度计算在滚动轴承设计中的应用
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可靠度计算在滚动轴承设计中的应用
作者：徐奎照
来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第03期
摘要：随着现代科学技术的发展，产品的结构日益复杂，性能参数越来越高，工作环境更加严酷，往往由于一个关键零件的失效，会造成灾难性的后果。在机械零件设计之初，对产品应当有详细的可靠度技术要求，通过它把可靠度和维修性要求具体化，并且说明操作、维修和环境对可靠度的约束条件。可靠度要求通常由用户提出，如果用户不能提出明确的要求，那么可靠度工程师（或设计师）应当能够自己确定产品的可靠度目标。根据技术要求，在设计阶段要弄清楚潜在的可靠度缺陷及产生的原因，并尽可能在设计阶段对原设计进行修改。修改得越早，总费用就越低。
关键词：滚动轴承 设计 可靠度 应用
1 零件可靠度计算的含义和内容
产品可靠度分配是将规定的产品可靠度指标合理地分配给部件和零件的方法。这是一个由整体到局部的分解过程。可靠度分配的目的是建立每个零部件的可靠度指标。这些零件的可靠度指标与其性能、复杂程度、重要程度、体积、质量、费用和时间进度表等有关。这些都是对可靠度指标的约束条件。可靠度预计包含了“预计”和“估计”两方面的含义。前者意为设计开始时根据以往的经验和数据（现场、实验室、市场的数据）计算产品的可靠度。后者是在完成设计后、研制出样机后以及修改设计后根据各种试验所获得的数据和信息运行的计算。这样的“估计”进行不止一次，直到正式投产后，在使用中证实产品达到可靠度目标值。
2 滚动轴承的失效率模型的建立
轴承是机械传动系统中最重要的零件，特别是因为它们是少数只设计成有限寿命的零件之
一。轴承也是第一个采用可靠度指标的零件，有用的可靠度模型是针对确定的失效模式，考虑到使用环境的影响，磨损以及其他潜在的退化（降级）原因，能够预计所有零件的可靠度的。已经开发的可靠度模型基于失效率为常数的假设和已经识别的失效模式和原因。假设失效率为常数，机械系统的总的失效率为零件失效率的相加，进一步计算出系统的平均寿命和成功概率。利用普通失效数据来计算机械设备的可靠度，比较快而简便，但结果是不够精确的。然而，通常它能查出那些对系统不可靠影响最大的零件，指明在设计中应当集中注意力的部位。在开发这些模型时，第一步是从已出版的报告、刊物的设计信息和试验数据中，对每一种失效模型式推导公式。这些公式应当简化，并保留那些影响可靠度的变量，在公式中对每一变量引入修正系数，以反映其对失效率的影响。对这些模型的局限性都有所交代。而这些模型是否有效，是在通过实验室实验后才能确定。
3 滚动轴承的寿命与可靠度之间的关系