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軸承知識

滾子軸承為什么會打滑?該如何防范?

2021-12-20 閱讀次數(shù):

滾子軸承打滑導(dǎo)致軸承蹭傷是一種常見的損壞形式,那你知道什么是滾子軸承打滑嗎?為什么會造成滾子軸承打滑呢?采取怎么的措施能夠預(yù)防滾子軸承打滑?這一些列問題,小編根據(jù)對軸承知識的了解,來分享相關(guān)內(nèi)容。

什么是滾子軸承打滑?

當(dāng)軸承在工作時,滾子應(yīng)在內(nèi)、外環(huán)滾道上做純滾動的運(yùn)動。如果要求驅(qū)動滾子保持架有足夠的拖動力,就可以克服其阻力,當(dāng)滾子拖動力不足以克服阻力時,這時,除了滾動之外,還會伴隨著一些滑動,而這種相對于內(nèi)環(huán)(或者外環(huán))出現(xiàn)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度差,就為打滑。

造成滾子軸承打滑蹭傷的因素是什么?

滾子軸承打滑是蹭傷軸承的必要條件,但是出現(xiàn)打滑未必一定會引起表面蹭傷。造成滾子軸承打滑蹭傷的一些因素有,如軸的振動和交變載荷,產(chǎn)生一種可以撕破潤滑油膜的力而導(dǎo)致工作面(滾子及內(nèi)環(huán)滾道工作面較常見)的部分區(qū)域上出現(xiàn)蹭傷,如圖1所示。

滾子軸承為什么會打滑?該如何防范?

圖1 軸承打滑蹭傷圖軸承蹭傷與疲勞剝落相比 , 蹭傷的深度較淺 , 呈帶狀;而與正常工作面相比 , 則它又比較粗糙 , 凹凸不平 , 圖2是通過高倍電子顯微鏡拍下的照片, 軸承打滑蹭傷區(qū)是一片大面積的小麻坑 , 且蹭傷區(qū)邊緣還拖著許多細(xì)小的“ 流線 ”。軸承蹭傷中心區(qū)麻坑深度約30~40微米(如圖3所示) 。在電子顯微鏡下仔細(xì)觀察,可以看出各個小麻坑都是表面上小金屬掉塊形成的。

滾子軸承為什么會打滑?該如何防范?

圖2 打滑蹭傷區(qū)的電子顯微鏡照片

滾子軸承為什么會打滑?該如何防范?

圖3 軸承內(nèi)環(huán)滾道蹭傷痕跡的Talysurf描跡
因此可以想象,打滑蹭傷是在潤滑油膜被破壞后,由于金屬凹凸不平的粗糙表面的相互作用,最終引起材料轉(zhuǎn)移的結(jié)果。有的材料被“沾去”,形成麻坑;而沾得較多的部位則突出原始表面之上。另外,工作面上有的部位被蹭傷,這是與交變負(fù)荷及油膜被破壞的程度有密切關(guān)系。嚴(yán)重時,由于滾子與內(nèi)環(huán)間產(chǎn)生過大的摩擦熱量,使內(nèi)環(huán)膨脹,減小了徑向游隙,以致使軸承卡死。采取怎么的措施能夠預(yù)防滾子軸承打滑?也就是防滑措施

1、減少滾子數(shù)和減小滾子直徑

子是由旋轉(zhuǎn)環(huán)所抱動,在強(qiáng)度允許的情況下,減少它的重量,達(dá)到減少慣性阻力的目的。對防止和減少滑動就變得十分重要。采用這一措施較簡單,僅需減少它的數(shù)量和直徑就能達(dá)到。在航空渦輪發(fā)動機(jī)中,由于外載荷不大的特點(diǎn),接觸疲勞已不是滾子的主要破壞因素。按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的軸承尺寸余度還是大的,一般認(rèn)為滾子數(shù)量減少50%,而直徑縮小25%以后,依然不影響它的接觸疲勞壽命。不少發(fā)動機(jī)已采用這一措施,例如,斯貝發(fā)動機(jī)主軸承就是這種類型,不僅滾子明顯稀疏,而且尺寸小巧。

2、選擇合理結(jié)構(gòu)和減輕保持架重量

保持架除了在強(qiáng)度允許的情況下,盡量減少它的重量之外,還應(yīng)考慮它的本身特性,例如,應(yīng)當(dāng)避免其共振、高速旋轉(zhuǎn)阻力等。保持架引導(dǎo)方式在高速軸承中也是十分重要的因素。如果保持架的不平衡量控制妥當(dāng)?shù)脑?,保持架由外引?dǎo)改為內(nèi)引導(dǎo),對于減少打滑也是十分有利的。因?yàn)橥庖龑?dǎo),保持架和軸承的引導(dǎo)面之間的相對運(yùn)動,滑油膜形成一一個粘性阻力,而內(nèi)引導(dǎo)卻相反,保持架和引導(dǎo)面之間的滑油膜粘性力則變?yōu)橥蟿恿?。這樣,粘性阻力變成拖動著保持架旋轉(zhuǎn)的力。兩者之差也是不可忽視的。

3、環(huán)下供油

采用環(huán)下供油的優(yōu)點(diǎn)是帶走了軸承的發(fā)熱,同時使攪拌引起的額外損失最小。又如把外環(huán)帶擋邊改為內(nèi)環(huán)帶擋邊,無疑也是可以減少攪拌的阻力,如圖4所示。

滾子軸承為什么會打滑?該如何防范?

圖4高速滾子軸承下的環(huán)下供油

4、采用空心滾子預(yù)負(fù)荷軸承

空心滾子預(yù)負(fù)荷軸承能對所有滾子施加預(yù)負(fù)荷,使所有區(qū)域皆無滑動。由于渦輪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子軸承工作轉(zhuǎn)速和溫度范圍較廣,故選擇合適的預(yù)負(fù)荷應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。即使在很低的外加負(fù)荷下,過大的預(yù)負(fù)荷仍然會使?jié)L子過早破壞。常見的破壞形式是彎曲疲勞。典型的空心滾子,外徑和內(nèi)徑之比為2,最大的孔彎曲應(yīng)力應(yīng)低于25000磅/英寸;內(nèi)外徑的同心度應(yīng)保持在0.005毫米。


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