形位误差与表面质量对轴承寿命的影响

形位误差与表面质量对轴承

寿命与性能的影响南方轴承刘志明轴承概述轴承作为各类机电产品配套与维修的重要机械基础件，具有摩擦力小、易于启动、升速迅速、结构紧凑、“三化”（标准化、系列化、通用化）水平高、适应现代各种机械要求的工作性能和使用寿命长以及维修保养简便等特点，其性能、水平和质量对主机的精度和性能有着直接的影响。广泛应用于国民经济的各个领域。轴承的振动与噪音轴承运转时的振动与噪声与轴承的使用寿命有着密切的关系，振动与噪声主要原因是运行工况因素和制造精度的影响。从轴承行业角度来考虑，工况因素可以对主机提出合理要求来解决，而如何降低由制造因素引起的振动和噪声是轴承行业必须解决的问题。形位误差和表面质量对振动的贡献国内外大量试验表明：保持架、套圈、钢球的加工质量对轴承振动具有不同程度的影响，其中滚动体的加工质量对轴承振动影响最明显，其次是套圈的加工质量，最主要影响因素是滚动体和套圈的圆度、波纹度、表面粗糙度、表面磕碰伤等。国内对波纹度指标研究和控制的缺失我国钢球（滚动体）产品最突出的问题是振动值离散大，主要问题是波纹度没有控制，同时说明机床的抗振性差，砂轮、研磨盘、冷却液、工艺参数均存在问题。波纹度、粗糙度、磕碰伤对振动的贡献值根据轴承人微信系列技术报道：对于套圈，影响轴承振动最为严重的也是沟道波纹度和圆度。例如，中小型深沟球轴承内外沟道圆度大于2μm时，将对轴承振动产生明显影响，内外沟道波纹度大于0.7μm时，轴承振动值随波纹度增加而增加，沟道严重磕伤可使振动上升4dB以上，甚至出现异音。国内外加工精度对比后工序加工（硬磨），国外先进企业采用高速高精度全自动磨床，产品质量水平在圆度误差批量直径变动量、圆锥角变动量的精度上与国内相比均提高1倍，表面粗糙度水平提高4倍以上，圆锥滚子综合精度稳定达到JB/T10235-2001规定的Ⅰ级水平，SKF的滚子已达到JB/T10235-2001规定的0级滚子水平，2003年全国轴承行业质检中心对SKF上海公司的圆锥滚子轴承的抽检证明，其达到加速度型Z2-5dB振动值水平的圆锥滚子轴承使用的滚子即为JB/T10235-2001规定的0级滚子。粗糙度指标国内外加工水平对比在硬磨和精研加工上，由于国外先进企业使用了高精度的磨、研设备，与国内同工序相比产品质量明显提高。以φ7.9375的表面粗糙度值为例：硬磨后Ra分别为0.8μm和0.2μm；精研1后Ra分别为0.025μm和0.008μm；精研2后Ra分别为0.020μm和0.005μm。滚子两端修型对寿命的影响重载时的圆柱体滚子与直线滚道接触时的压应力分布如右图b）所示，对轴承的寿命极为不利，为改善接触应力的分布，设计时一般对滚子两端的型线进行修整，使滚子母线呈凸肚形，以改善滚子两端部接触应力的分布。不同的修型与接触应力分布不同的修型其接触应力分布也不同（见右图），同一种修型其在轻载和重载情况下，接触应力分布也不同，图中左边为轻载时的应力分布图，右边为重载时的应力分布图。修型是否符合设计要求，可用轮廓形状测量仪进行检测。轮廓仪的使用案例---滚针修形量的测量和计算圆度仪的使用案例---套圈滚道的圆度测量和计算圆度仪的使用案例---套圈滚道的波纹度测量和计算圆度仪的使用案例---滚针粗糙度的测量和计算用粗糙度仪测量滚道表面形貌实例我公司对同批次未使用的HK3020轴承外圈进行剖开检查滚道表