談?wù)勊狞c(diǎn)接觸球軸承游隙

逛逛論壇

P大，借這個(gè)帖子給大家科普一下軸承游隙對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、精度和壽命的影響。重開個(gè)貼更歡迎。

你那圖5，一下子明白了，盡管沒見過這軸承。
3 {5 @7 y8 K+ p' e8 x
: F% y. v9 f: ~# t2 \" F

lhd1977

請(qǐng)教P大，有個(gè)產(chǎn)品，超市車上的腳輪，德國(guó)的用這種四點(diǎn)接觸溝槽軸承，超市車推斷可以呈直線行走，但是普通的溝槽軸承超市車推動(dòng)不呈直線行走，用這種普通軸承的廠商美國(guó)也有。但是大家都知道德國(guó)的好用。這個(gè)軸承主要為軸向受力，當(dāng)時(shí)比較時(shí)用萬能拉力機(jī)下壓，破壞力兩種軸承也是差不多，所以想請(qǐng)教軸向承載力用四點(diǎn)軸承有多少優(yōu)勢(shì)。

Pascal

zerowing 發(fā)表于 2015-8-21 03:39
& C2 R' C0 @% }  ?這帖挺有意思的。借著這個(gè)話題跟P大討論討論。
( H, l0 ^* }" Y8 E: r+ b咱先拋開軸承這個(gè)范圍限制。
% V2 T' F  d' A這種v型溝球配結(jié)構(gòu)，在球籠萬 ...

零俠的基礎(chǔ)是相當(dāng)扎實(shí)啊，我盡可能地回復(fù)討論。

  o  H; \+ j: X6 C0 g1. 四點(diǎn)球軸承的應(yīng)用原則是避免多點(diǎn)接觸，即工作時(shí)只是兩點(diǎn)接觸。因?yàn)槎帱c(diǎn)接觸滑動(dòng)摩擦大，發(fā)熱大。
2 q; T2 i, G; L' f4 v    A. 那多點(diǎn)接觸能否應(yīng)用于實(shí)踐呢？我們可以分析下，多點(diǎn)接觸害處是摩擦大、發(fā)熱大，降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)壽命；好處如零俠所說，改善了受力分布，降低了赫茲應(yīng)力，提高了軸承運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。
    B. 權(quán)衡得失利弊，如果我們能找到某種特殊工況，提高的壽命大于降低的壽命，那么多點(diǎn)接觸就是劃算的，可以應(yīng)用的。
    C. 或者我們?cè)跐?rùn)滑上做點(diǎn)文章，比如大流量、高粘度循環(huán)油潤(rùn)滑，降低摩擦的有害影響；那么多點(diǎn)接觸也是可行的，當(dāng)然這種手段經(jīng)濟(jì)上不一定劃算。
( ]5 d6 S, z  x2. 以上僅僅是定性的分析，具體數(shù)據(jù)我拿不出來。文獻(xiàn)中，RHP公司（現(xiàn)被NSK收購(gòu)了）做過這樣的試驗(yàn)，不過他們是用三點(diǎn)接觸球軸承試驗(yàn)的，結(jié)論是在某些工況下，多點(diǎn)接觸雖然使發(fā)熱增加，但軸承壽命還是提高了。
' c) ~. f: Z2 i  K! b. k3. 實(shí)際應(yīng)用中，比如風(fēng)電的偏航變漿四點(diǎn)接觸回轉(zhuǎn)支承，由于是間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，每次運(yùn)轉(zhuǎn)角度也有限，所以發(fā)熱有限；這種工況下，多點(diǎn)接觸軸承壽命會(huì)更高。
9 |$ }$ K+ R8 s( E; p# @# e4. “首先只要是相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件，就必然存在一個(gè)有隙”，滾動(dòng)軸承中不一定，滾動(dòng)軸承可以負(fù)游隙運(yùn)轉(zhuǎn)，比如機(jī)床行業(yè)，軸承預(yù)緊是非常普遍的。
5. ”這大概就是設(shè)計(jì)四點(diǎn)接觸的初衷”，我對(duì)軸承發(fā)展史了解不多，個(gè)人傾向于設(shè)計(jì)四點(diǎn)球是為了節(jié)省空間。

Pascal

逛逛論壇 發(fā)表于 2015-8-21 12:12
4 s: k% z$ _: e% Y+ p0 VP大，借這個(gè)帖子給大家科普一下軸承游隙對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、精度和壽命的影響。重開個(gè)貼更歡迎。

" I( m) |) c3 D4 K. I' S, }你那圖5，一下 ...

逛逛大俠，因?yàn)槲覐奈赐孢^主軸，所以這個(gè)帖子就寫不出來。
你對(duì)主軸挺有研究的，要不你寫點(diǎn)東西，讓我也學(xué)習(xí)下吧。

shaokuang

從承載上講 四點(diǎn)接觸球軸承=雙列角接觸球軸承=成對(duì)雙聯(lián)角接觸軸承？當(dāng)然剛性上面肯定不同

Pascal

lhd1977 發(fā)表于 2015-8-21 12:36
6 \# M  P# ~$ M6 l6 {$ b請(qǐng)教P大，有個(gè)產(chǎn)品，超市車上的腳輪，德國(guó)的用這種四點(diǎn)接觸溝槽軸承，超市車推斷可以呈直線行走，但是普通的 ...

軸向承載能力 四點(diǎn)接觸球軸承Vs深溝球軸承
1. 由于游隙的存在及滾道形狀，深溝球軸承能承載一定的軸向載荷；此時(shí)深溝球軸承就相當(dāng)于一小接觸角的角接觸球軸承。具體的接觸角與游隙，軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，可以計(jì)算；大游隙的能超過10°。但QJ軸承的接觸角是35°，也就是說，四點(diǎn)球軸承軸向承載能力比深溝球軸承大多了。
# g) w2 l  z* C5 a
0 y9 G! \& ?& U) x, N) |2.QJ軸承是可分離軸承，可以裝更多的球進(jìn)去；就是說QJ軸承額定承載能力比深溝球軸承高。

; [/ r$ m+ X' ~( b, ]3. 深溝球軸承的軸向游隙比徑向游隙大很多，可能到10倍；就是說QJ軸承軸向游隙一般比深溝球軸承小。

Pascal

shaokuang 發(fā)表于 2015-8-21 14:36
從承載上講 四點(diǎn)接觸球軸承=雙列角接觸球軸承=成對(duì)雙聯(lián)角接觸軸承？當(dāng)然剛性上面肯定不同

1. 純軸向載荷，你說得是對(duì)的。
  O4 ~' V! C$ Y8 d4 |2. 當(dāng)然你的結(jié)論有一個(gè)前提，那就是單列球數(shù)量是一樣的�？紤]到QJ軸承裝球量更多，所以承載能力更高---對(duì)純軸向載荷而言。

zerowing

Pascal 發(fā)表于 2015-8-21 13:13
2 D' x2 C" e$ ], P7 S零俠的基礎(chǔ)是相當(dāng)扎實(shí)啊，我盡可能地回復(fù)討論。
. e  d/ }: l' b: h+ f5 }, d
7 z8 c7 B; H6 W$ D; a% W% `8 O. ]1. 四點(diǎn)球軸承的應(yīng)用原則是避免多點(diǎn)接觸，即工作時(shí)只是 ...

1 Y3 r; z7 S+ s: d7 h, T# k8 N) {感謝P大的回復(fù)。在大俠面前，我還是個(gè)學(xué)生。記得來論壇的第一課就是大俠給上的，也是關(guān)于游隙的。

% w: {; i. ?( v; P繼續(xù)討論一下。

3 N0 E; L# F" E# @) Z' h( L1。關(guān)于多接觸點(diǎn)的發(fā)熱問題。P大說多點(diǎn)接觸滑動(dòng)摩擦大，發(fā)熱大，不知道有沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)參考和依據(jù)。我理解上來說，對(duì)于球軸承來說，甚至說滾子軸承，多點(diǎn)接觸的摩擦熱主要成因是同剛性體上不同接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)一致性不同。比如推力滾子軸承，由于外圈側(cè)較內(nèi)圈側(cè)需求線速度大，而剛性體本身無法滿足這個(gè)需求，于是形成外側(cè)和內(nèi)側(cè)的運(yùn)動(dòng)不一致，引發(fā)基本摩擦之外的摩擦熱產(chǎn)生。如果這個(gè)理解沒錯(cuò)，那么對(duì)于四點(diǎn)軸承，原則上說，純徑向時(shí)，因?yàn)?點(diǎn)的位置并不引發(fā)運(yùn)動(dòng)的不一致性，因此應(yīng)該并不產(chǎn)生額外的摩擦熱。當(dāng)然，如果加工精度存在誤差，這個(gè)一致性出現(xiàn)問題，那么摩擦就會(huì)產(chǎn)生。如故單純看4點(diǎn)和2點(diǎn)的話，理論上不應(yīng)該存在更多的摩擦力。
& G+ ^9 [7 @- U7 L- X
4 u+ h; [3 w0 B% r7 V2。對(duì)于潤(rùn)滑。感覺我現(xiàn)在對(duì)潤(rùn)滑的理解依舊還很膚淺，不過實(shí)在沒精力同時(shí)看多種資料了�？赐杲饘倩仡^再看潤(rùn)滑好了。現(xiàn)在有一種理解，滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑，是基于邊界摩擦和油膜摩擦之間的一種情況。理想狀態(tài)是滑動(dòng)軸承在供油槽出通過前油楔帶走足夠的油膜，在之后的滑動(dòng)中形成油膜潤(rùn)滑，降低摩擦和摩擦熱。也有符合滑動(dòng)軸承通過其他非金屬材料增強(qiáng)油膜破裂時(shí)的滑動(dòng)能力。滾動(dòng)軸承不同，滾動(dòng)軸承有些類似于動(dòng)壓軸承。滾動(dòng)體的前油楔大，有利于快速形成油膜保護(hù)。但是這里有一個(gè)疑問和困惑，就是關(guān)于負(fù)游隙的。如果負(fù)游隙是一種過盈狀態(tài)，那么這層油膜是如何起效的呢？滾動(dòng)軸承在小過盈下也可以轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)闈L動(dòng)摩擦本身是傾翻力偶問題，但是這個(gè)過程可以沒有油膜存在嗎？對(duì)此比較疑惑，不知道P大能不能給講講。我用推力滾子時(shí)，遇到過預(yù)緊過度的問題，整個(gè)軸承轉(zhuǎn)起來相當(dāng)費(fèi)勁。但是不預(yù)緊又會(huì)出現(xiàn)沖擊狀態(tài)，所以最后不得不改可精確調(diào)節(jié)的預(yù)緊自鎖機(jī)構(gòu)。

感謝P大討論和指導(dǎo)。
. J" q$ x1 S1 Q4 m3 P

勿擾意志

沒接觸過還不太清楚

Pascal

zerowing 發(fā)表于 2015-8-21 22:22
感謝P大的回復(fù)。在大俠面前，我還是個(gè)學(xué)生。記得來論壇的第一課就是大俠給上的，也是關(guān)于游隙的。

; ?( I% z" U* q4 z! d. V3 \繼續(xù) ...

/ W" \" X9 B" Q7 u零俠客氣了。
零俠基礎(chǔ)扎實(shí)、全面，水平已經(jīng)高過我了；考慮到我還比你大上十多歲，我只能慚愧了。
) S% N, h4 q0 v+ M9 M還是那句話，我盡可能地回復(fù)討論。
* F% n9 e& j" F% E
1. 多點(diǎn)接觸發(fā)熱大，主要是差動(dòng)滑動(dòng)摩擦問題，零俠也舉了個(gè)推力圓柱軸承的例子。四點(diǎn)軸承多點(diǎn)接觸時(shí)，如果把軸承套圈及球看成絕對(duì)剛體，球與套圈間只是點(diǎn)接觸，確實(shí)不存在差動(dòng)滑動(dòng)的問題；但現(xiàn)實(shí)中絕對(duì)剛體是不存在的，球與套圈接觸處有變形，會(huì)形成接觸橢圓（其實(shí)是個(gè)空間圖形，近似為橢圓），這時(shí)就會(huì)有差動(dòng)滑動(dòng)發(fā)生。
7 s  i# g1 G0 R8 x2. 具體發(fā)熱的數(shù)據(jù)我沒有，但理論上可以分析，同樣的接觸橢圓，在深溝球承受純徑向載荷時(shí)，速度差比較小；而在四點(diǎn)軸承中，由于大接觸角，速度差就比較大了。所以一般認(rèn)為承受同樣純徑向載荷，發(fā)熱上四點(diǎn)軸承起碼比深溝球多好幾倍，甚至可能是數(shù)量級(jí)的差別。
4 _0 Z8 }% b2 S% y3 Z, r3. 潤(rùn)滑原理也是我的弱項(xiàng)，稍微說下吧。
滑動(dòng)軸承不能負(fù)游隙運(yùn)轉(zhuǎn)，但滾動(dòng)軸承可以，這也是滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承的一個(gè)區(qū)別吧。
預(yù)緊狀態(tài)下，滾動(dòng)軸承也是需要潤(rùn)滑油膜的，具體的建立過程我認(rèn)為與有游隙的滾動(dòng)軸承是一樣的。
! d) O9 B) ?' O% ~( A2 V* W從西工大的《機(jī)械設(shè)計(jì)》上截兩張圖，供參考。
4. 推力軸承確實(shí)要預(yù)緊，我一般都是按軸承制造商提供的最小軸向載荷來預(yù)緊的。
- S) Y( ~) \" J. }3 v  C