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关于滚动轴承的抗疲劳设计一些思考

返回列表 来源: 发布日期: 2022.03.28


目前滚动轴承的设计基本上是拟静态力学原理基础上的优化,而抗疲劳制造的设计需在拟动态力学原理基础上优化,由于轴承结构优化是一个多参数的优化问题,再考虑实际应用条件,因而使抗疲劳设计的优化过程变得更为复杂和困难。

设计方面还应关注的一个重要问题是应力集中,特别是线接触的滚子轴承,其接触应力沿接触线分布在滚子两端形成严重的边缘应力集中。目前,国内外轴承企业都采用“凸度”技术来减轻其程度,即将滚子滚动面、内、外套圈滚道面的的素线设计成”对数曲线”形状,使线接触区域的应力分布趋于均匀,从而大大减少了滚予轴承使用中在滚子两端发生的早期疲劳,延长了使用寿命。实践与使用都表明,这是一个十分有效的设计改进。但”对数曲线”的制造技术也不完善,更未达到成熟程度,尤其是大批量生产时,如何保证“对数素线"的形状、位置、凸度量、精确地符合设计要求,保证同批零件的“对数素线”的技术指标基本一致,需要有高精度的执行机械,数控系统和合理的数学模型作为前提条件,否则设计指标的实现将无从谈起。

对零件结构的润滑功能设计,是抗疲劳设计的重要环节。滚子轴承的高速性能不如球轴承,这是结构特征决定的,如何在结构上加以改进,提高滚子轴承的高速性能及高速下的疲劳寿命,一个有效的途径就是对滚动轴承内部相对运动的表面进行润滑设计,如滚动面的EHD设计、凸缘工作面的EC设计。美国TIMKEN公司开发的TSMA轴承、TSMR轴承、Spring-Rib轴承(弹簧挡边)、Hydra-Rib轴承(液力档边)等,其核心技术就是强化了圆锥滚子轴承内圈大档边与滚子大端面之间的润滑功能,这些成功案例为我们开展抗疲劳设计提供良好的示范。

滚动轴承

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