圓錐滾子軸承球基面與大擋邊接觸和軸承壽命關(guān)系

在設(shè)計(jì)圓錐滾子軸承時(shí)，軸承滾子球基面與擋邊的接觸狀態(tài)和存在的問題，都會(huì)影響到軸承的使用壽命，下面小編告訴大家可以從軸承滾子球基面與大擋邊接觸存在問題和接觸的狀態(tài)進(jìn)行分析。

1、圓錐滾子球基面與大擋邊接觸中存在的問題在大錐角圓錐滾子軸承中，內(nèi)圈滾道、外圈滾道和滾子外徑 3 個(gè)表面主要承受徑向負(fù)荷，理論上處于純滾動(dòng)狀態(tài)。本文所研究軸承的外圈滾道母線與軸心線之間的夾角約為 α = 25° ～ 29°，故稱其為大錐角圓錐滾子軸承。該種軸承承受軸向負(fù)荷的能力高于一般圓錐滾子軸承，主要用于承受以 1 個(gè)方向的軸向負(fù)荷為主的徑向、軸向聯(lián)合負(fù)荷。

常規(guī)圓錐滾子球基面的設(shè)計(jì)與加工方法，沒有滿足圓錐滾子軸承的使用壽命要求。主要問題和現(xiàn)狀( 如圖 1 所示) 有：

 (1) 內(nèi)圈大擋邊表面及滾子球基面磨損不均勻，滾子球基面 SR 值散差大；

(2) 軸承使用過程中常常出現(xiàn)異常溫升現(xiàn)象；

(3) 大錐角圓錐滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊接觸位置異常，接觸位置時(shí)而出現(xiàn)在內(nèi)圈大擋邊外側(cè)與滾子球基面的穴徑邊緣之間，時(shí)而出現(xiàn)在內(nèi)圈大擋邊內(nèi)側(cè)與滾子球基面徑向倒角邊緣之間，即滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊之間接觸位置時(shí)常出現(xiàn)飄忽不定現(xiàn)象；

(4) 軸承內(nèi)圈大擋邊有時(shí)出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象。因此，為了有效提高這種大錐角圓錐滾子軸承使用壽命，首先要解決滾子球基面形狀對軸承性能影響的問題。依據(jù)這種大錐角圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及滾子、內(nèi)圈滾道、大擋邊磨損后的應(yīng)力狀態(tài)和變形的基本規(guī)律，對軸承圓錐滾子球基面形狀進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)。

圖1 滾子球基面磨損現(xiàn)狀

2、圓錐滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊接觸狀態(tài)分析滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊都是工作表面，它們在工作時(shí)產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦，在潤滑不良或接觸位置不合理時(shí)，將產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦磨損、燒傷或應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致軸承滾道、滾子球基面以及外徑的早期疲勞剝落而失效。圓錐滾子球基面形狀、球基面的穴徑大小及內(nèi)圈大擋邊形狀是影響內(nèi)圈大擋邊異常溫升和軸承承載能力的主要因素，圓錐滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊的接觸位置也是很重要的環(huán)節(jié)。內(nèi)圈大擋邊與滾子球基面之間的異常接觸位置與磨損狀況，同樣影響著軸承的使用壽命。磨損不均勻現(xiàn)象，特別是因?yàn)閳A錐滾子球基面穴徑尺寸小而引起的穴徑邊緣凸起( 如圖 1b 所示) ，可造成滾子球基面與內(nèi)圈大擋邊接觸不良。如果同時(shí)伴隨著內(nèi)圈大擋邊角度差超差、表面粗糙度超差等問題，磨損不均勻會(huì)造成內(nèi)圈大擋邊表面出現(xiàn)螺旋形態(tài)磨損。所以，根據(jù)軸承內(nèi)圈大擋邊狀況適當(dāng)加大圓錐滾子球基面穴徑尺寸，一方面有利于圓錐滾子兩端面等面積磨削，有效保證圓錐滾子兩端倒角坐標(biāo)尺寸；另一方面，也有利于改善軸承工作軸向載荷大以及滾子球基面 SR 值散差大等因素導(dǎo)致的內(nèi)圈大擋邊表面、滾子球基面磨損程度不均勻現(xiàn)象。

另外，在接觸點(diǎn)處，滑動(dòng)摩擦的大小與接觸點(diǎn)的位置有關(guān): 當(dāng)接觸點(diǎn)所在圓周的直徑小時(shí)，滑動(dòng)摩擦小;反之，滑動(dòng)摩擦大。因此，滾子球基面與大擋邊接觸位置在中間，能有效避免或減少大擋邊碎裂現(xiàn)象發(fā)生。