滚动轴承寿命的定义:轴承工作时,滚动体或套圈出现疲劳点蚀前的累计总转数(或工作小时数),称为轴承的寿命。从定义可以看到,我们通常所说的轴承寿命是轴承的疲劳寿命。当前轴承寿命预测理论分为基于统计分析的寿命模型、基于断裂力学的寿命模型、以及基于状态监测的寿命模型。上述三种寿命预测模型,都有一个理论假设前提,那就是轴承失效是基于材料疲劳,即疲劳寿命。基于轴承疲劳寿命理论的寿命预测难点较多,包括寿命影响因素多、寿命分散度大、数据积累难、理论建模难。基于统计分析的寿命预测模型在轴承寿命预测中占有主导地位,但统计分析寿命模型计算出的寿命通常偏保守,轴承寿命分散度大。
基于断裂力学的轴承寿命预测模型存在的一个主要问题是实际裂纹形状的不规则性且难以实时监测。 基于状态监测的寿命预测模型物理意义不够明确,参数影响因素较大。如果我们重新定义滚动轴承的寿命,以新的视角和路径来研究、预测轴承寿命,可能会获得更多的启发。定义1:疲劳寿命:滚动体和套圈疲劳剥落。当剥落发生,不论剥落物的形状和大小,都认为轴承已失效。疲劳是从接触表面下的裂纹扩展开始的,不受表面裂纹产生和扩展的影响,并且大部分的疲劳寿命时间都消耗在裂纹的产生上,疲劳寿命的时间可以用裂纹产生的时间来表示。定义2:轴承润滑油脂寿命:轴承中的润滑油脂失效,表示轴承润滑油脂寿命终结。定义3:轴承磨损寿命:根据轴承内圈磨损量,保持架兜孔磨损率来估计轴承磨损寿命,当内圈磨损量和保持架兜孔磨损率增大到一定量时,保持架质心轨迹出现不稳定现象时,表示轴承磨损寿命终结。目前有相关的研究成果可以用来估算磨损寿命。定义4:轴承动力学寿命:轴承保持架运动失效寿命,保持架非线性动力系统可能会发生失稳,也会发生运动分岔,产生新的平衡态。运动经过突变和不断的分岔后,系统最后进入混沌状态(混沌状态是指在确定性系统中所表现出来的内在随机行为,是一个决定论的系统中所存在的运动的不可预测性)。从轴承振动、冲击、温度的监测信息中,可以找到轴承疲劳失效,润滑失效,轴承磨损失效、动力学失效这4种失效模式的寿命预测模型。因为它们的故障信号特征,故障发展规律,特征数据的统计学规律是不同的。如果将轴承寿命细分为上述4种寿命,分别对其开展基于故障机理(需要有故障案例)和大数据融合的寿命预测研究,也许能有所突破,改变目前停滞不前的研究现状。