壽命的意思：確定“永久潤滑”軸承的壽命

最終用戶與OEM常會選擇“永久潤滑”帶座軸承，因為他們認為永久潤滑軸承在無需潤滑的情況下，與目前需要定期潤滑的軸承具有同樣的壽命。事實是，軸承壽命各有不同，只有詳細審核應用并進行測試才能更加準確地確定壽命。

作為軸承制造商，我們常被問到，為何無法給出確切的答案。我們也希望給出確切的壽命，然而壽命由眾多因素決定，即使在掌握應用數據的情況下也難以確定。

對于軸承制造商通常提供的“永久潤滑”帶座軸承，軸承座上的油嘴通常被油塞取代，部分軸承可能會添加額外的潤滑脂。此外還可能采用了斜面滾道設計，讓潤滑油能夠直接流回滾道。之后還應考慮到某些保持架設計可讓軸承以較低溫度運行。即使具備這些特性以及非常出色的密封效果，也依然要在詳細的應用審核與測試后方可準確地確定軸承壽命。因此，在取下所有軸承潤滑油嘴并用油塞封住進油孔之前，您需要了解為何這是一個灰色地帶。

首先，讓我們澄清一下，“永久”并不意味著壽命無限。在適當的應用條件下正確安裝并妥善維護的帶座軸承壽命應以其L10壽命或使用行業標準計算的額定壽命為限。

什么是L10？L10壽命是指在一批相同的軸承中，90%的軸承在發生疲勞點蝕之前能運轉的總轉數或小時數。換句話說，這組軸承中有10%無法達到L10壽命。額定壽命可使用軸承的基本額定動負荷按照百萬轉數或小時數計算。BDR是一個基于軸承的幾何形狀計算得出的數值，代表一組相同軸承中有90%能夠達到100萬轉的額定壽命（500小時為331/3轉/分鐘）。

基本額定負荷僅為參考值，用于選擇適當大小的軸承，在既定的應用中達到理想的L10壽命。L10額定壽命標準最初由美國軸承制造商協會（ABMA）確立。根據多年分析，很少有軸承因為“疲勞”而出現故障。實際通常另有原因，例如潤滑油失效或污染。

潤滑脂是關鍵

軸承壽命極難確定，因為L10壽命基于理想條件而定，而實際應用條件無法與理想條件保持一致。決定軸承壽命的關鍵因素是軸承中潤滑脂的狀況。當潤滑脂失效或流出，或遭到水、化學品或異物污染時，軸承就會出現故障。

潤滑脂由80%至90%油液組成，其余為增稠劑（通常被稱作“皂基”）和添加劑。油液可在滾動體與滾道表面形成一層保護膜。在潤滑脂分解之前，軸承將保持穩定運轉。隨著滾動體與滾道之間的潤滑膜分解，金屬之間開始出現接觸。

潤滑脂會受應用條件與環境的影響。影響潤滑脂壽命的應用因素包括負載、速度以及環境溫度和工作溫度。更重的負載與更高的速度會提高軸承內部的溫度，加速潤滑脂分解。同樣地，如果有兩個完全相同的軸承，一個在溫控設施中，另一個則在500°F（260°C）的烘箱附近，即使在同樣的載荷與速度下運轉，其潤滑脂壽命也會出現顯著差異。根據經驗法則，溫度每升高18°F（10°C），潤滑脂維護周期頻率增加一倍。

環境通常對潤滑脂壽命有更大影響。環境潮濕、干燥或是有沙塵？設備是否沖洗？如何沖洗？軸承會接觸到哪些化學品或清潔劑？軸承座是否受到保護，能夠防止水爆與異物進入？軸承是否有適當的密封？

您可為帶座軸承提供多種類型的保護，包括保護端蓋與背面密封。完美適合所有應用的型號與密封設計并不存在。在實驗室測試中，部分密封件的壽命是其他密封件的10倍，但是更好的密封通常會增加阻力和摩擦力矩，因而不適合部分應用。特定環境下的最佳密封不一定是特定應用的最佳選擇。如果有過于熱心的清潔工使用高壓噴射設備清洗軸承，即使最出色的密封件也會被穿透。

甚至包裹配送中心的軸承也會被紙張或包裝材料的塵粒污染，因此木材加工廠、采石場或谷物裝卸場中的軸承自然需要出色的密封和重新潤滑（如可能）以抵御砂礫屑。

L10經過調整與改進

ABMA提供了一種通過“調整”系數修正L10額定壽命的方法，這些系數包括應用于標準L10額定壽命的a1、a2、a3，用于確定調整后的額定壽命（Lna）。a1為可靠度非90%時的疲勞壽命修正系數。a2為軸承材料修正系數。例如，標準軸承鋼為1.0的基本系數。

a3為工作條件修正系數，例如潤滑油質量、存在異物、引起材料特性變化的條件、異常的負荷或安裝條件。帶座軸承通常以滑入式安裝固定于軸上，并依賴于內圈長度與鎖定裝置等特性提供支撐。ABMA建議為“滑動安裝”球軸承采用0.456的a3系數。沖擊和振動也會在預期載荷的基礎上施加額外的載荷，因此也需要進行a3壽命修正。準確確定a3系數通常需要進行測試并具備實地經驗。

保護和更換潤滑脂

在任何特定的并行應用中，適當重新潤滑的軸承其壽命總是比密封的“永久潤滑”軸承要長。重新潤滑可將新鮮的潤滑脂注入滾道中，并使陳舊或受污染的潤滑脂排出滾道。“適當”潤滑意味著避免過度潤滑，并確保在使用前清潔油嘴與噴槍嘴。

重新潤滑并不一定切實可行。這種做法可能帶來高昂的成本，與不潤滑相比，還可能帶來更多問題。但是，在選擇“永久潤滑”軸承時，請務必了解您的環境與應用將對潤滑脂壽命造成何種影響，因為“永久”并不意味著終身。

外圈水平表面上的保持架讓鋼球能在含有適當潤滑油膜的保持架兜孔上自由旋轉。鋼球上的保持架可避免鋼球自由旋轉，因此每次旋轉，鋼球上的潤滑脂都將被擦除。

端蓋與后側護罩提供的額外保護可顯著延長就地清洗與就地蒸洗應用中密封軸承的壽命。

密封設計與潤滑脂容量可對基本帶座軸承的壽命造成影響。當碎屑進入橡膠下時，橡膠密封件與軸承內圈的滑動接觸會造成密封分解。配有護圈的迷宮式毛氈密封（如圖所示）可消除這種滑動接觸，護圈可防止碎屑進入。常見的單唇接觸式密封設計可提供不同等級的軸承保護。

（左-右）單唇、雙唇和三唇接觸式密封提供的保護逐級增加，但是會引起額外的摩擦和磨損。最右邊為高性能三唇密封，密封件固定于不銹鋼護圈上，而非內圈上。