角接觸(chu)球(qiu)軸承保持架引導方式的理解與設計誤區

宋如(ru)英

(洛陽軸承研究所(suo)有(you)限公司)

1、 國內外對“引(yin)導”的(de)理解

目前，國內軸承行業上常說的保持架設計有三種引導方式：外引導、內引導和滾動體引導。現行標準和軸承專業教材中對這三種引導方式并沒有明確的定義，依據多年行業經驗，傳統意義上的“引導”可以理解為由“誰”帶動保持架。

圖(tu)1  角接觸球(qiu)軸(zhou)承示(shi)意圖(tu)

其中：

D₂：軸承外(wai)圈小內徑(jing)；

d₂：軸承內(nei)圈外徑；

D_c1：保持架內徑；

D_c：保持(chi)架外徑(jing)；

D_w：滾動體直徑；

b：保持架(jia)兜孔直徑(jing)。

以直(zhi)兜孔酚醛(quan)層壓布管保持(chi)架(jia)的角接觸球(qiu)軸承為例（見(jian)圖1），對保持(chi)架三種引(yin)導方式(shi)可以理(li)解為：

1） 滾動體引導：即，保持(chi)架(jia)(jia)在(zai)軸承運(yun)轉過(guo)程(cheng)中僅兜孔和鋼(gang)球存(cun)在(zai)碰(peng)撞和摩擦，而保持(chi)架(jia)(jia)其他(ta)部(bu)位不會與軸承其他(ta)零件（內/外圈、密(mi)封圈）接觸。

2） 外引導：即,保持架(jia)在軸承運轉(zhuan)過程中，除(chu)了(le)兜(dou)孔和滾動體碰(peng)撞外，軸承外圈小內徑與保持架(jia)外徑可能會接觸。

3） 內引導：即，，保持架在軸(zhou)(zhou)承運轉過程中，除了兜孔和(he)滾動(dong)體碰撞外，軸(zhou)(zhou)承內圈的外徑(jing)與保持架內徑(jing)可能會(hui)接(jie)觸。

查找國外樣本，FAG、NSK等公司也出現過“滾動體(ti)引(yin)導”和(he)“外引導”的敘述， GMN、NSK等公司確實也有(you)“保(bao)持架外引導(dao)”之說。國(guo)(guo)外(wai)一些公司樣本上所謂的(de)(de)“保持架外(wai)引(yin)導”產(chan)品，實物測量的(de)(de)結果(guo)卻絕(jue)大多數還是符合我國(guo)(guo)對“滾動(dong)體引(yin)導”的(de)(de)理解，絕(jue)非是行業上常規理解上的(de)(de)外(wai)引(yin)導，實測結果(guo)見表(biao)1。

表1  國(guo)外各公司軸承引導間隙實測值(zhi)

除了無保(bao)持架(jia)的(de)滿(man)裝球和滿(man)裝滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)外(wai)，為了運轉過(guo)程中滾動(dong)體不互相碰撞，軸(zhou)承(cheng)都需要(yao)保(bao)持架(jia)將滾動(dong)體隔離(li)開來，也就(jiu)是說(shuo)保(bao)持架(jia)的(de)主(zhu)要(yao)作用(yong)是隔離(li)滾動(dong)體。毫無疑問，任何軸(zhou)承(cheng)的(de)保(bao)持架(jia)應都是由滾動(dong)體帶動(dong)保(bao)持架(jia)進行旋轉，可以(yi)說(shuo)，所有軸(zhou)承(cheng)的(de)保(bao)持架(jia)都應該是“滾動(dong)體引(yin)導”。

根據軸承使用工況(kuang)的不同速(su)度要求（超(chao)高速(su)、中速(su)、低速(su)），可以在角接觸球軸承設計中調整保持(chi)架中徑(jing)（D_cp），實現滾(gun)動體引導下的偏(pian)(pian)外設(she)計(ji)(ji)、居中(zhong)設(she)計(ji)(ji)和(he)偏(pian)(pian)內(nei)設(she)計(ji)(ji)——高速超(chao)高速軸承(cheng)取(qu)偏(pian)(pian)外設(she)計(ji)(ji)，中(zhong)速軸承(cheng)取(qu)居中(zhong)設(she)計(ji)(ji)，低速軸承(cheng)取(qu)偏(pian)(pian)內(nei)設(she)計(ji)(ji)。

2 、角接觸球軸(zhou)承“引導”設計誤區

傳統的(de)(de)(de)(de)角接(jie)(jie)觸(chu)球軸(zhou)(zhou)承設計中，內(nei)(nei)圈引(yin)導的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)持(chi)架(jia)，保(bao)(bao)持(chi)架(jia)與內(nei)(nei)圈引(yin)導擋(dang)邊引(yin)起的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)力(li)矩的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向同保(bao)(bao)持(chi)架(jia)的(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)方(fang)(fang)向相同，外圈引(yin)導的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)持(chi)架(jia)，由引(yin)導擋(dang)邊接(jie)(jie)觸(chu)所(suo)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)力(li)矩方(fang)(fang)向與保(bao)(bao)持(chi)架(jia)旋轉(zhuan)方(fang)(fang)向相反。不(bu)管是“外引(yin)導”還(huan)是“內(nei)(nei)引(yin)導”，都(dou)會產生(sheng)一個與軸(zhou)(zhou)承驅(qu)動(dong)力(li)相反的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)力(li)，對抗是必然的(de)(de)(de)(de)，這個摩擦(ca)(ca)力(li)是干擾保(bao)(bao)持(chi)架(jia)正常旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)阻力(li)，影響保(bao)(bao)持(chi)架(jia)的(de)(de)(de)(de)正常穩定運轉(zhuan)也就不(bu)可避免，最終導致軸(zhou)(zhou)承摩擦(ca)(ca)聲、渦動(dong)和軸(zhou)(zhou)心軌跡(ji)的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定。行業內(nei)(nei)很多設計人員錯誤的(de)(de)(de)(de)將角接(jie)(jie)觸(chu)球軸(zhou)(zhou)承所(suo)用酚醛(quan)層壓布管直兜孔(kong)保(bao)(bao)持(chi)架(jia)設計成所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)“外引(yin)導”方(fang)(fang)式，其振動(dong)值遠遠大(da)于國外同類產品。

總而言(yan)之，任(ren)何軸承(cheng)保(bao)持架(jia)，除滾動體(ti)外(wai)，其(qi)他零件（內圈(quan)、外(wai)圈(quan)、密封圈(quan)、防塵蓋等）在軸承(cheng)運轉過程中(zhong)是(shi)不允許和保(bao)持架(jia)接(jie)(jie)觸的，這是(shi)角接(jie)(jie)觸球軸承(cheng)設(she)計中(zhong)應遵循的一個(ge)基本準則。

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