美利体育登录入口官网

标准概述与制定背景

DIN ISO 15312:2019是德国标准化协会于2019年4月发布的滚动轴承热参考转速计算标准，替代了2004年版的DIN ISO 15312:2004-10。该标准等同采用国际标准ISO 15312:2018，由ISO/TC 4/SC 8"额定载荷和寿命"技术委员会制定。标准全文共19页，主要规定了油浴润滑滚动轴承的热参考转速及其计算方法。

标准的技术演进主要体现在五个方面：从标题中删除了"系数"术语；修订了规范性引用文件；修正了公式11；将原第7节内容移至新的资料性附录B；将原附录B内容移至新的资料性附录C。这些变更使标准更加科学严谨，与实际工程应用更契合。

---

适用范围与排除情况

本标准适用于给定尺寸系列和规格的标准设计滚动轴承，或其摩擦特性可与标准设计相比较的轴承变型。在大多数标准安装情况下，轴承的最高工作转速由允许温度决定，轴承产生的热量是限制因素。

值得注意的是，轴向球轴承被明确排除在本标准范围之外，因为基于运动学效应，本标准规定的热参考转速不适用于此类轴承。此外，标准包含三个资料性附录：附录A提供了计算系数f??和f??的值；附录B解释了极限准则；附录C规定了脂润滑的参考条件。

---

关键术语定义解析

标准第3章明确定义了7个关键术语，这些术语对正确理解和应用标准至关重要：

术语	定义	工程意义
热参考转速	在参考条件下，轴承内部产生的摩擦热与通过轴承座（轴和壳体）导出的热流达到平衡时内圈或轴垫圈的转速	比较不同轴承类型和尺寸高速适用性的关键指标
参考条件	包括参考温度、参考载荷、润滑条件以及热导出条件等一系列标准化参数	确保不同轴承和不同制造商之间的可比性
热导出参考面积	内圈（轴垫圈）与轴之间以及外圈（壳体垫圈）与壳体之间接触面积的总和	计算热导出能力的基础参数
参考热流密度	参考热流除以热导出参考面积的值	表征轴承散热能力的关键参数

---

参考条件详解

美利体育登录入口官网:5.2 摩擦热产生的参考条件

标准规定了统一的参考条件，确保不同轴承类型的计算结果具有可比性：

参考温度：轴承静止外圈或壳体垫圈处的平均温度为70°C，轴承周围环境平均温度为20°C，温差为50°C。

参考载荷：对于接触角α≤45°的径向轴承，采用5%的静态径向额定载荷C??作为纯径向载荷；对于接触角45°＜α≤90°的轴向滚子轴承，采用2%的静态轴向额定载荷C??作为中心作用的轴向载荷。

润滑条件：使用不含极压添加剂的商品矿物油。径向轴承在70°C时的运动粘度为12mm?/s（ISO VG 32），轴向滚子轴承为24mm?/s（ISO VG 68）。采用油浴润滑，油位达到最底部滚动体中心。

---

热参考转速计算方法

热参考转速的计算基于参考条件下轴承系统的热平衡原理，即产生的摩擦热等于导出的热流：

摩擦热计算公式：N? = (M?? + M??) × n? × π / 30 × 10??

其中M?? = 10?? × f?? × (ν × n?)??? × d??

M?? = f?? × P?? × d?

导出热流计算公式：Φ? = q? × A?

热平衡方程：10?? × [10?? × f?? × (ν × n?)??? × d?? + f?? × P?? × d?] × n? × π / 30 = q? × A?

通过迭代求解此方程即可得到热参考转速n?。

---

摩擦系数f??和f??的选取

附录A提供了各种轴承类型（无摩擦密封）的f??和f??系数值，这些值是大量实验研究和文献经验值分析的结果：

轴承类型	尺寸系列	f??	f??
深沟球轴承	18,28,38	1.7	0.00010
调心球轴承	02,22,03,23	2.5-4.0	0.00008
单列角接触球轴承(22°＜α≤45°)	18,29,30	5.0-7.0	0.00055
圆锥滚子轴承	02,03,30,29,20,22,23,13,31,32	3.0-4.5	0.00040
轴向圆柱滚子轴承	11,12	3.0-4.0	0.00150

---

脂润滑特殊考虑

附录C专门规定了脂润滑轴承的热参考转速计算方法。虽然计算方法与油浴润滑相同，但有重要区别：

脂润滑时，与载荷无关的摩擦力矩M??在使用寿命期内不是恒定的。因此，参考温度70°C定义为运行10-20小时后达到的温度，此时在满足C.2和C.3的参考条件下，热参考转速与油浴润滑的参考转速相对应。

脂润滑参考条件：使用普通锂基矿物油润滑脂，基础油在40°C时的运动粘度为100-200mm?/s（如ISO VG 150）。润滑脂量约为轴承内部自由空间的30%。

f??系数的变化：运行10-20小时后，f??可采用与油浴润滑相同的值；补脂后立即运行时，f??可取油浴润滑值的2倍；长期运行末期，再次润滑前，f??可能降至油浴润滑值的25%，但需考虑润滑剂不足的风险。f??值对脂润滑和油浴润滑是相同的。

---

实施建议与工程应用

美利体育登录入口官网:标准应用注意事项

在实际工程应用中，使用DIN ISO 15312:2019标准时应注意以下要点：

1. 轴承类型匹配：确保所选轴承类型在标准涵盖范围内，特别是注意轴向球轴承不适用本标准。

2. 参考条件理解：标准规定的参考条件是理想化的统一条件，实际工况可能有所不同，需要根据实际情况进行修正。

3. 系数选取准确性：正确选择f??和f??系数对计算结果准确性至关重要，应严格按照附录A中的轴承类型和尺寸系列选取。

4. 润滑方式区分：明确区分油润滑和脂润滑条件，特别是脂润滑时的系数变化特性。

美利体育登录入口官网:实际工程修正因素

在实际应用中，需要考虑以下修正因素：

- 安装条件：轴承座的实际散热条件可能与参考条件不同

- 环境温度：实际环境温度可能偏离20°C的参考值

- 载荷特性：实际载荷可能不同于参考载荷

- 润滑剂特性：实际使用润滑剂的粘度特性可能与参考润滑剂不同

标准提供的热参考转速主要用于不同轴承类型和尺寸的高速适用性比较，在实际设计中应结合具体应用条件进行适当修正，必要时通过实验验证。

---

技术发展趋势与标准展望

随着轴承技术不断发展，特别是高速应用需求的增长和新材料新工艺的应用，热参考转速计算方法也在持续演进：

未来标准可能的发展方向包括：考虑更精确的热传导模型、纳入更多轴承类型（如陶瓷轴承）、增加混合润滑条件的考虑、以及提供基于实际工况的修正系数指南等。

工程技术人员应密切关注标准更新动态，及时将最新技术成果应用于实际产品设计和开发中，以提高轴承系统的性能和可靠性。