提高圆柱滚子轴承轴向承载能力的设计改进

决于 挡边 的强度及 滚子 端 面 与套 圈 挡边 之 间 滑动 摩擦 的发热 程度 。特别 对 于 高速 或 振动 较 大 的工 况， 如果 润滑 不 良或 冲击过 大 ， 更 容 易 引起挡 边 和 滚 子之 间接 触 表 面 的磨 损 和 擦 伤 ， 造 成 轴 承 早 期 失 效 。合理 的接触 方式 设计 可 有 效改 善 滚子 与挡 边 间 接触处 的润 滑 ， 降低 轴 承 发 热 从 而 提 高 轴 承
式中： ． 厂 为载 荷 系数 ， 连续 载荷 时 取 １ ． ０ ， 间歇 载 荷 时取 ２ ． ０ ， 冲击 载荷 时取 ３ ． ０ ； 为润 滑 系数 ， 油 润 滑 时取 １ ． ５， 脂润 滑 时 取 １ ． ０ ； Ｃ 为 基 本 额定 静 载 荷， ｋ Ｎ； ｎ为 内 圈转 速 ， ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ； ｄ为轴 承 内径 ， ｍｍ；
滑 剂及润 滑方 式 ； （ ４） 轴承转速或滑动速度 ； （ ５ ）
式的圆柱滚子轴承 ， 其挡边可 以承受一定 的轴 向 载荷 。通 常情 况 下 ， 轴 承 所 能 承 受 的载 荷 是 以轴 承运 转过程 中 的疲 劳 寿 命 为 依 据 的 ， 但 圆柱 滚 子
轴承 的轴 向 承载 能 力 不 取 决 于 疲 劳 寿命 ， 而 是 取
的轴 向承载 能力 。
冷 却和散 热条 件 。 研究 发 现 ， 在 滑 动摩 擦 中发热 量 Ｑ与 接 触压 力 Ｐ、 滑 动速度 和滑 动摩擦 因数 之 间存 在正 比
关系， 即
Ｑ艇 ｏ
动态 轴 向载 荷 能 力是 指 在 润 滑 充 分 （ 黏度 比 Ｋ≥２ ） ， 轴 承温度 高于环 境温度 ６ ０℃ 的条件 下 ， 可 以确 保轴 承稳定 运行 的许用 轴 向载 荷 值 。根据 轴 承表 面热 损失 Ａ （ Ａ ＝７ ｒ Ｂ（ Ｄ ＋ｄ ） ）的大小 ， 轴 承允 许 的最大动 态轴 向载荷 Ｃ
徐玲玲 ， 等： 提 高圆柱滚子轴承轴 向承载能力 的设计 改进
・ｌ ７・
为轴 承 宽 度 ， ｍｍ；ｋ 为 润 滑 系 数 ， 油 润 滑 时 取 ０ ． １ ５， 脂润 滑 时取 ０ ． １ ； Ｆ 为 实 际 轴 承 径 向载 荷 ， ｋ Ｎ； △ 为 轴箱进 出油温 差 ， ｏ Ｃ； 为 通 过 轴 承 的
曼
Ｑ二 Ｚ
轴承
２ ０ １ ３ 年１ ｌ 期
ＣＮ４１— １ １ ４８ ／ＴＨ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ２ ０１ ３， Ｎｏ ． １１
提高 圆柱滚子轴承轴 向承载能 力的设计改进
徐玲玲 ， 苏军伟 ， 范强
（ 洛阳Ｌ Ｙ Ｃ 轴承 有 限公 司 技 术 中心 ， 河 南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ３ ９ ）
对于 内 、 外 圈有挡 边 的 Ｎ Ｆ， Ｎ Ｊ ， Ｎ Ｕ Ｐ等 结 构形
同时 ， 轴 承 所 能 承 受 的轴 向载 荷 还 取 决 于 套 圈挡边 与 滚 子 端 面 的接 触 摩 擦 发 热 程 度 。因此 ， 对 于轴承 允许 的轴 向载荷 还需考 虑 以下 因素 ： （ １ ） 滚 子端 面与 挡 边接 触 面 的接 触 面积 、 加 工精 度 和 跑 合程 度 ； （ ２ ） 轴 向载荷大小和作用时间 ； （ ３ ） 润
油流 量 ， Ｌ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 。
也 能促 使润 滑 油膜 的形 成 ， 降低 滑 动 摩擦 ， 同 时也 使挡 边根 部 的应力 降 到最 低 限度 。如果 载 荷 作用 在挡 边边 缘 或 者 越 程 槽 边 缘 ， 将 会 产 生 更 大 的 接 触应 力并 且达 不 到接触 的最 佳润 滑状 态 。
对 于 ２直径 系列轴 承 Ｃ Ａ １＝０ ． ０ ０ ４ ５ Ｄ ；
＝
；
（ ５ ）
当Ａ Ｒ＞ ５ ０ ０ ０ ０ ｍｍ 时
对 于其他 直径 系列 轴承
Ｃ Ａ ｌ：０ ． ０ ０ ２ ３ Ｄ 。
Ｃ Ａ ｍ ａ ｘ ２＝ ＝
而
一 ｚ Ｆ ｒ ］。 。
式中： ｃ
为防止 挡边 断裂所 能承 受 的最 大轴 向
卜Ｃ …，（ ７ ）
载荷 ， ｋ Ｎ； Ｄ为轴 承外径 ， ｍ ｍ。来自百度文库
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ６— ２ ０ ； 修回 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ９— ０ ２
基金项 目： “ 十二五” 国家 科 技 支 撑 计 划 （ ２ ０ １ １ Ｂ Ａ Ｆ ０ ９ Ｂ ０ １ ）
摘要 ： 带挡边 圆柱滚子轴承在某些工况 下需要承受一定 的轴 向载荷 ， 其 轴向承载 能力取决 于滚子端面与套 圈挡
边之间滑动摩擦发热程度及挡边 的强度 。通过理论分析给 出了轴 承允许 的最大轴 向载荷 的校 核计算公 式 ， 并
对轴承挡边 、 滚子端面进行了改进 ， 分别采用锥面 、 球基面 ， 有效提 高了轴承 的轴 向承载能力。 关键词 ： 圆柱滚子轴承 ； 轴 向载荷 ； 挡边 ； 滚子 ； 球基面 中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ３ ． ３ ３ ２ 文献标志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０—３ ７ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ １ ６— ０ ２
（ ６ ）
而对于承受短暂或 冲击轴向载荷 的 ２直径 系列轴承
Ｃ Ａ …ｌ＝０ ． ０ １ ３ Ｄ。 ； ‘ （ ３ ）
额外 的冷 却系统 可在 一定 程 度上 增 加允 许 的轴 向
载荷 ， 此 时允许 的最大 动态轴 向载 荷为
＝
其 他直 径系列 轴承
Ｃ Ａ ｍ ａ １＝０ ． ０ ０ ７ Ｄ ， （ ４ ）
当Ａ Ｒ≤５ ０ ０ ０ ０ ｍ ｍ 时
ｃ （ １ ）
（ ２ ）
１ 带挡 边圆柱滚子轴承允许 的最大
轴 向载 荷
无论 任 何 工 况 ， 带 挡 边 圆 柱 滚 子 轴 承 所 能 承
计算 如下 。
受 的轴 向载荷 首先 均 取决 于 挡边 的强度 。为 防止 挡 边 断裂 ， 所 承受 的轴 向 载荷 不 能超 过 Ｇ 。 １ 。