新能源电机汽车轴承寿命试验技术规范（讨论稿）

1T/ZJBB004-2024新能源电机汽车轴承寿命试验技术规范本文件规定了轴承公称内径（d）为30mm～60mm、的汽车轴承在试验设备上进行的常规寿命可靠性试验及评定方法。本文件适用于新能源电机汽车轴承寿命与可靠性有要求的产品质量验收、产品质量对比分析与评价，也适用于轴承行业及第三方认证机构的验证试验、项目验收、考核评定和制造商内部的试验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T275滚动轴承配合GB/T6391滚动轴承额定动载荷和额定寿命GB/T6930滚动轴承词汇GB/T24607滚动轴承寿命可靠性试验及评定方法GB/T11118.1液压油（L-HL、L-HM、L-HV、L-HS、L-HG）3术语和定义GB/T6391、GB/T6930和GB/T24607界定的术语和定义适用于本文件。4符号下列符号适用于本文件。——b：形状参数，威布尔分布的斜率参数，表征轴承寿命的离散程度或轴承寿命质量的稳定性；——C：基本额定动载荷，N；——Fr：径向载荷，N；——Fa：轴向载荷，N；——F（L1）：第i套轴承失效概率；——Li：第i个轴承的试验时间，h；——L10：基本额定寿命，106r；——L10h：基本额定寿命，h；——L10t：基本额定寿命的试验值，h；——L50t：中值额定寿命的试验值，h；——M：轴向载荷与径向载荷之比；——P：当量动载荷，N；——N：样本量；2T/ZJBB004-2024——Re：可靠度；——S：径向载荷引起的轴承内部轴向分力，N；——X：径向载荷系数；——Y：轴向载荷系数；——Z'：质量系数，与轴承结构、材料、工艺有关；——η：比例系数；——v：尺度参数，威布尔分布的特征寿命。5寿命可靠性试验原理对同一批轴承样品在相同的试验条件下进行试验，统计轴承能够正常运转的转数或时间，并应用相应评估方法对试验数据进行处理，确定此批轴承产品的寿命可靠性参数。6试验分类6.1试验按照试验方法和试验目的进行划分。6.2根据试验方法，分类如下：a)完全试验方法：一组轴承样品，全部试验至失效；b)截尾试验方法：一组轴承样品，试验至预定时间或试验至部分失效。截尾试验方法又细分为以下三种：1)定时截尾试验：一组轴承样品，试验至预定的时间停止试验；2)定数截尾试验：一组轴承样品，试验至预定的失效套数停止试验；一般失效套数不应少于轴承样本量的2/3（最少应保证6套）；3)分组淘汰实验：一组轴承样品，随机分组，试验至每组出现一个失效样品停止试验；c)序贯试验：一组轴承样品，逐次按规则对停试样品进行判定。一般失效套数不超过5套。6.3根据试验目的，分类如下：a)验证试验：用于用户的产品验收及第三方认证机构验证的试验，一般采用截尾试验或序贯试验；b)定期试验：用于大批量生产的轴承，制造厂需定期向用户提供的试验，其质量要求同验证试验；c)鉴定试验：当轴承结构、材料、工艺变更时需进行的试验，一般采用完全试验或截尾试验。7试验设备7.1通用要求7.1.1试验设备应为性能参数能够满足使用要求或性能考核能力，且经定期校准的轴承寿命试验机。试验设备应具备试验过程中一些必要的监测手段，如转速、载荷、温度、振动、润滑等参数的监测。7.1.2同一批轴承样品，应在主体结构、性能参数相同的试验设备上进行试验。7.1.3同一结构型式和同一外形尺寸的轴承样品的对比试验，应在主体结构、性能参数相同的试验设备上进行试验。7.2与轴承配合的试验主轴和轴承座孔公差带要求7.2.1当轴承内圈旋转，外圈固定时，与轴承配合的试验主轴和轴承座孔的公差带建议按表1选取。7.2.2当轴承承受较大径向载荷时，在保证轴承工作游隙的情况下，应适当增加轴承内圈与试验主轴配合的过盈量，以防止运转过程中轴承内圈与试验主轴产生相对滑动。3T/ZJBB004-20247.2.3对于其他方式运转的轴承，其配合应与用户协商确定。表1与轴承配合的试验主轴和轴承座孔的公差带7、8、9、0、18、9、0、1注：试验主轴及轴承座孔的极限偏差应符合GB/T278样品8.1抽取样品抽样检验时，轴承样品应在检验合格的成品中随机抽取。8.2样本量推荐试验样本量为8套～20套，另备5套～10套备用样品。当用户需求时，可与用户协商确定样本量。8.3样品编号轴承样品应有清晰可辨的唯一性标识。9试验条件9.1通用要求试验条件可以根据轴承参数制定，也可以根据轴承使用工况制定。制定试验条件时，需考虑温度、轴承接触应力、主轴挠度等因素对轴承的影响。对常规轴承试验，采用循环油润滑时，轴承外圈温度不宜超过95℃;采用脂润滑时，轴承外圈温度不宜超过80℃。9.2试验转速轴承内圈旋转时，试验转速为轴承极限转速的2060当用户有其他需求时，可与用户协商确定。9.3试验载荷9.3.1总则轴承试验载荷可根据当量动载荷进行选取，当量动载荷P一般取基本额定动载荷C的2035％。通常参考试验转速，高速试验选取较小载荷，低速试验选取较大载荷。对于轴向载荷Fa（包括纯轴向4T/ZJBB004-2024载荷）较大的试验，P可适当加大；仅承受径向载荷Fr，或径向载荷Fr，较大的试验，若试验轴系的刚度和挠度许可，P也可适当加大。9.3.2当量动载荷计算9.3.2.1当量动载荷计算，分为以下三种情况：a)仅承受径向载荷时Fr，当量动载荷P=Fr；b)仅承受轴向载荷时Fa，当量动载荷P=YFa（接触角α=90°时，P=Fac)承受联合载荷时，当量动载荷由公式（1）计算得出：P=XFr+YFa...............................................................(1)式中：X、Y值可在GB/T6391查找。载荷分配应满足下列两个条件：轴承接触角α≤20°时，Mc=0.25；轴承接触角α>20°时，Mc=0.5。其中，η值应符合表2的规定。-9.3.2.2为方便使用，以上两个条件可转化为：..........................................................Fa=Fr(Mc+η)......................................................(3)9.4轴承的润滑9.4.1油润滑9.4.1.1润滑油牌号润滑油应采用符合GB11118.1规定的L-HM32液压油。当试验载荷较大、试验温度较高时，可选择黏度等级较高的液压油。特殊试验的循环润滑油（包括油中添加剂等）应与用户协商确定。9.4.1.2润滑油质量管控试验润滑油符合以下规定：5T/ZJBB004-2024a)润滑油应定期检验，及时更换失效的润滑油；b)轴承常规寿命试验时，润滑油中灰尘及机械杂质的颗粒不应大于10μm，并应使用专用的滤油装置，以减少油中的杂质含量；c)模拟润滑油杂质对轴承寿命影响的试验时，机械杂质的颗粒可大于10μm。9.4.1.3润滑油量供油量应能保证试验中轴承样品的充分润滑。9.4.2脂润滑9.4.2.1脂润滑轴承试验应封闭试验轴承润滑油路。9.4.2.2开式脂润滑轴承试验用脂应与用户协商确定。试验过程应监测轴承温度变化情况，检查润滑脂流失情况，必要时补充润滑脂，以免影响润滑效果。10试验步骤10.1试验准备10.1.1安装前检查试验前应对试验主体零件数量、尺寸进行复核检验，确保零件之间不发生干涉。对与轴承内圈、外圈配合的试验主轴、轴承座孔尺寸进行复核检验，确保满足相关图样和文件的技术要求。10.1.2安装10.1.2.1轴承内圈与试验主轴的安装轴承内圈与试验主轴的安装，一般选用压装，也可以选用热装，轴承加热温度一般不超过120℃。安装过程中安装力不应通过滚动体传递。10.1.2.2轴承外圈与轴承座孔的安装轴承外圈与轴承座孔的安装，轻推轴承，安装到位即可。10.2试验设备调试与校准10.2.1试验主体与试验设备组装后，转动试验主轴，试验主轴应旋转灵活，不应有阻滞现象，试验设备各系统能正常工作。10.2.2使用校准过的转速表核查试验转速，使其误差控制在设定值的±2％范围内。10.2.3使用校准过的力传感器、砝码、压力表等仪器核查试验载荷，使其误差控制在设定值的±2%范围内。10.2.4有温度要求的试验，应对测温仪器进行校准。10.3跑合试验油润滑轴承试验，应打开润滑油路，对试验轴承充分润滑。油润滑或脂润滑轴承应先施加少量载荷，再启动试验机，使轴承开始运转。当施加联合载荷时，应先施加轴向载荷，再施加径向载荷。一般情况下，3h内应将载荷和转速缓慢加至设定值；当试验载荷较大或温升变化较快时，应适当延长跑合时间，一般不超过24h。6T/ZJBB004-202410.4正式试验跑合试验后，进入正式试验，试验过程中记录监测数据及试验时间。转速、载荷、温度应控制在要求的范围之内。10.5数据采集10.5.1试验中由于非轴承本身的原因（如设备原因、人为原因、意外事故等）造成的样品失效时，可与用户协商确定不应计入正常失效数据中。10.5.2记录试验原始数据时，可与用户协商确定保持数据完整、正确。试验时间统计一般应精确到分（min）。当用户有需求时，可与用户协商确定。10.6试验终止试验至预定时间或轴承失效，应停止试验。10.7试验结束后的检查试验结束后，应对样品检查，判定样品是否失效。必要时，在试验报告中可对典型失效样品进行原因分析。失效包括：a)疲劳失效：试验轴承套圈或滚动体工作表面基体金属出现剥落。有下列情况之一应判定轴承疲劳失效：3)剥落深度≥0.05mm；4)球轴承零件剥落面积≥0.5㎟；5)滚子轴承零件剥落面积≥1.0㎟；d)其他失效：轴承样品零件散套、断裂、卡死；保持架脱落、烧结；密封件变形；润滑脂干结等。10.8试验样品处理试验结束后的轴承样品应妥善保管，并对失效样品及其失效形貌拍照留存。11试验数据分析与评定11.1试验数据分析方法11.1.1威布尔分布函数试验数据处理依据二参数威布尔进行分析，威布尔分布函数如下所示：bF(L)=1−e−..............................................................(4)b11.1.2L10t、L50t计算11.1.2.1当F（L）=0.10时，基本额定寿命的试验值为：L10t=v×0.10536...............................................(5)11.1.2.2当F（L）=0.50时，中值额定寿命的试验值为：L50t=v×0.69315...............................................(6)注：L、L一般精确至个位数。T/ZJBB004-202411.1.3可靠度计算轴承基本额定寿命可靠度为：Re=e−b=e−.................11.2试验数据样本量N，经试验后获得的实际寿命是：a)完全试验：L1≤L2≤……≤Li……≤LN，i=1,2，……N；b)截尾试验：L1≤L2≤……≤Li……≤Lr，i=1,2，……r，r＜N；c)分组淘汰实验：L1≤L2≤……≤Li……≤Lm，i=1,2，……m，m=N/N’；d)序贯试验：L0,L1,L2,……，Lr,r≤5。11.3数据处理方法数据处理方法见GB/T24607，包括以下三种：a)图估法：用于失效数据不少于6个的试验数据处理；b)最佳线性不变估计法：用于N≤25时的试验数据处理；c)序贯法：用于无失效数据或较少失效数据时的试验数据处理。11.4合格评判11.4.1合格评定参数指标，L10t/L10h≥Z'，即为合格，其中球轴承Z'=1.4，滚子轴承及调心球轴承Z'=1.2。11.4.2根据质量要求，按如下规则进行合格评定：a)验证试验：达到合格寿命为验证试验合格；b)鉴定试验：达到合格寿命3倍为鉴定试验合格。12试验报告试验报告应包含