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，都會影響到軸承的使用壽命，那我們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。
一、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)。
二、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 ，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。
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