滾動軸承是由內圈、外圈、滾動體、保持架這4大部分組成。正是因為在軸承套圈之間裝有“滾動體”,可以使軸承實現(xiàn)“滾動運動”。
從這一本質意義上講,滾動體是滾動軸承得以存在的先決條件。采用滾動體,其最原始的出發(fā)點是替代滑動軸承,以大大減低摩擦,使運轉更輕便靈活。
如果說,滾動體個數(shù)和大小是由軸承設計來確定,屬于可選擇的話,那么對于滾動體本身,在載荷能力和使用壽命等方面,除了要完全符合規(guī)定的材料、制造等質量要求外,一般還需要滿足以下一些專門的技術要求:
1、提高表面硬度。滾動體和套圈滾道一樣,一般常規(guī)淬回火后必須達到58 HRC以上的表面硬度,才能保證軸承的基本額定載荷能力。其中,滾動體和套圈滾道之間的硬度匹配,對軸承壽命有很大影響。試驗表明,滾動體的表面硬度高于滾道表面硬度1~2 HRC時,軸承壽命更長。這是由于滾動體精度通常都比滾道精度高,若表面硬度也較高,則在軸承運轉過程中,可以對滾道進行“精密冷輾擴”,使?jié)L道精度得到改善并在表層形成壓應力,有利于軸承疲勞壽命的提高。另外,同時提高滾動體和滾道的表面硬度,還可以大幅提高軸承的抗污染壽命。因此,滾動體在要求的表面硬度范圍內,一般應盡量靠近中、上限水平進行熱處理工藝控制。
2、表面強化處理。表面強化處理又稱加壓,就是在滾動體材料的彈、塑性變形范圍內,對滾動體表面進行類似于高壓噴丸硬化處理,使表面硬度提高且在表層形成均勻分布的壓應力,進一步提高軸承壽命。表面強化后對硬度的一般要求是:表面硬度提高l~3 HRC;同一滾動體的硬度落差不應超過0.5 HRC;滾動體與滾動體之間的硬度最大值之差不應超過l HRC。對表層壓應力的原則要求是:分布均勻且由表面向內應符合一定的梯度分布。
3、對滾子進行凸度修形。在軸承運轉過程中,滾動體與套圈滾道的滾動接觸次數(shù)僅次于旋轉套圈,因此,其接觸疲勞失效概率較高是必然現(xiàn)象。在軸承載荷和滾動接觸次數(shù)不變的條件下,降低接觸應力尤其是應力集中現(xiàn)象是減小疲勞失效概率的有效措施之一。因此,對于容易在端面產生應力集中的線接觸的直素線滾子(圓柱,滾針),必須進行凸度修形。在圓弧、圓弧修正線、對數(shù)曲線等各種凸度形狀中,對數(shù)曲線凸度被認為是最好的,可以實現(xiàn)接觸應力均勻分布并對應力集中不敏感,因此,應盡量實現(xiàn)對數(shù)曲線凸度修形。在現(xiàn)行國際標準中,滾子軸承的額定動載荷計算系數(shù)是按照滾子具有凸度修形、可保證接觸應力均勻分布來給定的。據此明確說明,滾子有凸度是常規(guī)要求,直素線反而屬于特例情況,即軸承用滾子必須有凸度。另外,對于圓錐滾子球基面以及一些圓柱滾子兩端面,由于需要作為與套圈擋邊形成滑動接觸工作面,故也要求必須具有一定的形狀(如球面),以防軸承運轉時產生燒傷失效。
來源: 軋鋼之家