1.滾動(dòng)軸承的載荷分析
以深溝球軸承為例進(jìn)行分析。如圖12-19所示,軸承受徑向載荷Fr作用時(shí),各滾動(dòng)體承受的載荷是不同的,處于最低位置的滾動(dòng)體受載荷最大。由理論分析知,受載荷最大的滾動(dòng)體所受的載荷為F0≈(5/z)Fr,式中z為滾動(dòng)體的數目。
當外圈不動(dòng)內圈轉動(dòng)時(shí),滾動(dòng)體既自轉又繞軸承的軸線(xiàn)公轉,于是內、外圈與滾動(dòng)體的接觸點(diǎn)位置不斷發(fā)生變化,滾道與滾動(dòng)體接觸表面上某點(diǎn)的接觸應力也隨著(zhù)作周期性的變化,滾動(dòng)體與旋轉套圈受周期性變化的脈動(dòng)循環(huán)接觸應力作用,固定套圈上A點(diǎn)受最大的穩定脈動(dòng)循環(huán)接觸應力作用。
2.失效形式
滾動(dòng)軸承的失效形式主要有以下三種:
(1)疲勞點(diǎn)蝕 滾動(dòng)體和套圈滾道在脈動(dòng)循環(huán)的接觸應力作用下,當應力值或應力循環(huán)次數超過(guò)一定數值后,接觸表面會(huì )出現接觸疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕使軸承在運轉中產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,回轉精度降低且工作溫度升高,使軸承失去正常的工作能力。接觸疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的最主要失效形式。
(2)塑性變形 在過(guò)大的靜載荷或沖擊載荷的作用下,套圈滾道或滾動(dòng)體可能會(huì )發(fā)生塑性變形,滾道出現凹坑或滾動(dòng)體被壓扁,使運轉精度降低,產(chǎn)生震動(dòng)和噪音,導致軸承不能正常工作。
(3)磨損 在潤滑不良,密封不可靠及多塵的情況下,滾動(dòng)體或套圈滾道易產(chǎn)生磨粒磨損,高速時(shí)會(huì )出現熱膠合磨損,軸承過(guò)熱還將導致滾動(dòng)體回火。
另外,滾動(dòng)軸承由于配合、安裝、拆卸及使用維護不當,還會(huì )引起軸承元件破裂等其它形式的失效,也應采取相應的措施加以防止。
3.計算準則
針對上述的主要失效形式,滾動(dòng)軸承的計算準則為:
(1)對于一般轉速(n>10r/min)的軸承,疲勞點(diǎn)蝕為其主要的失效形式,應進(jìn)行壽命計算。
(2)對于低速(n≤10r/min) 重載或大沖擊條件下工作的軸承,其主要失效形式為塑性變形,應進(jìn)行靜強度計算。
(3)對于高轉速的軸承,除疲勞點(diǎn)蝕外膠合磨損也是重要的失效形式,因此除應進(jìn)行壽命計算外還要校驗其極限轉速。