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1、滚动轴承温升影响因素探讨 陈香伟, 王立朋 ( 哈尔滨轴承集团公司 销售部, 黑龙江 哈尔滨1 5 0 0 3 6) 摘要: 针对滚动轴承在结构设计、 装机使用过程中产生各种温升的机理进行探讨分析、 解决, 从而达到延长轴承 使用寿命的目的。 关键词: 滚动轴承; 温升; 产生机理; 分析 中图分类号:T H 1 3 3 . 3 3文献标识码:B文章编号:1 6 7 2 - 4 8 5 2 ( 2 0 0 8 ) 0 1 - 0 0 6 9 - 0 2 D i s c u s s i o n o n t e m p e r a t u r e r i s e m e c h a n i s m
2、o f r o l l i n g b e a r i n g C h e n X i a n g w e i , Wa n g L i p e n g A b s t r a c t :T h e m e c h a n i s mo f v a r i o u s h e a t g e n e r a t i o nf o r r o l l i n g b e a r i n g s i ns t r u c t u r e d e s i g na n dd u r i n g t h e p e r i o do f m o u n t i n g h a s b e e n d
3、i s c u s s e d a n d a n a l y z e d , s o t h a t t h e l o n g e r s e r v i c e l i f e f o r t h e s e b e a r i n g i s a c h i e v e d . K e y w o r d s :r o l l i n g b e a r i n g ; t e m p e r a t u r e r i s e ; m e c h a n i s mo f o c c u r r e n c e ; a n a l y s i s ( Ma r k e t D e p
4、 a r t m e n t , H a r b i n B e a r i n g G r o u p C o r p o r a t i o n , H a r b i n 1 5 0 0 3 6 , C h i n a ) 哈尔滨轴承V o l . 2 9 N o . 1 M a r .2008 第2 9卷第1期 2008年3月J O U R N A L O F H A R B I N B E A R I N G 1前言 滚动轴承运转过程中温升是衡量轴承质量的 重要指标之一,本文对温升的影响因素进行了探 讨分析, 供读者参考。 2结构设计对温升的影响 2 . 1滚动体的形状与数量 通常球
5、轴承运转温度低于滚子轴承,但是球 轴承负荷越大温升越高,而滚子轴承的运转温度 对载荷增加并不敏感。 相同条件下, 滚动体数量少 的温度上升的高, 这是因为同一负载时, 滚动体数 量少, 滚动体负载增加, 接触面弹性变形量增大, 摩擦力矩增加的缘故。负载越大,这种倾向越显 著。 2 . 2保持架形状与材料 保持架形状有利于搅拌润滑剂。轴承的温升 高, 与润滑剂的量有关, 润滑剂量少时无影响。无 保持架轴承运转温度一般高于有保持架轴承, 速 度越高这种倾向越强。无保持架轴承容易产生滚 动体的不规则运动, 但是如果保证游隙, 也可实现 与一般带保持架的轴承相同速度。 冲压形保持架一般由滚动体引导,通
6、常运转 温度比车制成型保持架套圈引导的低,车制保持 架的重量比冲压保持架重,因此引导面的滑动摩 擦大, 温升高。另外套圈引导的保持架形式中, 通 常外圈引导的比内圈引导的轴承温升低,这是因 为高速时在离心力的作用下, 润滑剂甩向外滚道、 外圈引导面, 使内圈引导面处于贫油状态。 车制成形保持架材料越轻, 温升越低。 聚合物 材料保持架要比黄铜保持架运转温度低。铜合金 的保持架温升比较低, 这是由于铜合金跑合性好, 滑动面很难出现断油的缘故。另外进行电镀的保 持架运转温度低, 它可减少引导面的滑动摩擦, 非 常适合高速轴承使用。 3安装使用对温升的影响 3 . 1预紧 定位预紧的圆锥滚子轴承,由
7、于挡边与滚子 端面的跑合而减少预紧量,因此轴承跑合一段时 间温度也相应地下降。 预紧增加时温度急剧上升, (下转第7 2页) 收稿日期: 作者简介: 2 0 0 7 - 0 9 - 2 1 . 陈香伟( 1 9 6 3 - ) ,男, 工程师. (上接第6 9页) 预紧量越大,滚子与挡边跑合导致的温度下降尤 为显著。 表面粗糙度越粗, 跑合引起预紧量减少越 多。 定压预紧时, 即使产生跑合, 轴承游隙 (预紧) 及轴向负荷的实际水平也无变化, 因此, 轴承的温 度不变。 3 . 2游隙 滚动轴承起动时, 初期温升相当高, 达到一定 值后, 逐渐降低并达到稳定温度, 这因为轴承开始 运转时内圈摩
8、擦热比外圈高,膨胀速度内圈比外 圈快,运转游隙比残留游隙小的缘故。再继续运 转, 由于散热作用使内、 外圈的温度相对稳定, 运 转游隙也随之稳定,多数情况轴承运转在最初的 5 m i n 6 0 m i n可判断是否有异常温升。 随着运转游隙的减小,滚动轴承的运转温度 下降并达最低值, 当游隙进一步减小为负游隙 (预 紧状态) 时, 温度会急剧增高。运转游隙增大时温 度增高, 这种倾向是由于受载的滚动体数量减少, 滚动体的滚动接触面积增大,结果增加接触面滑 动摩擦。 另外运转游隙大, 容易产生滚动体和保持 架的不规则运动增加滑动磨擦,因此产生轴承的 温升。 3 . 3润滑 一般用途中,主要影响
9、滚动轴承的使用温度 范围是润滑剂与润滑方式, 无论润滑剂、 润滑方式 如何, 在运动面都会形成必要的润滑膜, 而形成油 膜的主要因素是粘度,轻载高速运行的轴承应选 用低粘度的润滑剂,低速重载的场合应选用高粘 度的润滑剂。 这是由于润滑剂粘度低时, 不能在接 触区形成足够厚度的油膜,润滑剂粘度高时会由 于内部摩擦而产生剧烈温升。 润滑剂过少造成润滑不足, 产生过热现象, 导 致保持架早期磨损,套圈滚道和滚动体退火而损 坏; 润滑剂过多会产生涡流, 因摩擦过大使温度急 剧升高。 4结束语 随着科技飞速发展, 滚动轴承的d n值也日趋 提高,而改善滚动轴承工作时的温升是提高转速 的关键, 因此无论是
10、轴承制造企业, 还是应用轴承 的单位,应根据不同的产品结构,不同的使用工 况, 从影响温升的关键因素入手, 才能提高轴承的 使用寿命。 (编辑: 李久梅) 套圈沟道表面粗糙度有直接的影响。因此在实际 工作中, 既有工序对油石的要求, 也有对油石、 砂 轮使用中的经验。 选择材质、 颗粒较适应的油石是 保证沟道表面粗糙度的关键。磨料主要分为:刚玉 和碳化硅,后者的精研表面粗糙度远远好于前者. 前者的硬度选择也直接影响表面粗糙度,以W1 0 为最好,后者选W5为最佳。 ( 3)使用同样的设备、 同样的参数而不同的油 石, 加工出来的沟道表面粗糙度也不相同, 至少相 差两小级。这样对油石的选择在套圈
11、沟道最后研 磨中占有比较关键的位置。在与油石厂家进行试 验时,发现要想降低沟道表面粗糙度,磨料的材质 和粒度的选用是关键的,因为磨料的粒度越小,沟 道的表面粗糙度也越低。 经过对6 3 1 0 / 0 2套圈5 0件进行试验,粗研油 石组织采用WA W1 4 ,细研油石组织采用G C W5 ,产 品沟道的表面粗糙度R a值均达到0 . 0 8 m。 4工艺方法对沟道表面粗糙度的影响 为降低沟道表面粗糙度,生产加工中必须注 重加工方法, 遵守工艺。 这一点在加工轴承外径和 沟道中是有区别的。 以磨加工为例, 在加工中就会发现, 为了提高 轴承套圈表面粗糙度,选择精研机先研磨轴承套 圈加工基准面, 即外径或者内外径, 保证套圈沟道 研磨的几何精度。 因此, 在实际加工中, 基准面的加工是十分严 格的, 是沟道加工的基本保证。 5结论 通过以上分析, 要求轴承厂家在实际加工中, 必须遵守轴承生产的工艺路线,注意轴承沟道加 工表面粗糙度的工艺要求及设备精度,解决了以 上的问题, 就可以生产出用户满意的轴承产品。 (编辑: 林小江) 哈尔滨轴承第2 9卷7 2