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滾動軸承中摩擦的主要來源
2024-12-25
作者：李壯壯
滾動軸承的摩擦主要來自于下列3個大的方面：滾動體和滾道之間，滑動接觸部位的純滑動摩擦，潤滑劑的粘性摩擦。
這三大類又可細分為以下10類：
1.彈性滯后引起的滾動摩擦(與其他摩擦相比，其引起的摩擦和能量損失很小）
2.差動滑動引起的摩擦
差動滑動是指曲母線接觸的軸承中，受載荷除了兩物體的相對轉軸與接觸面相交的兩點之外，接觸面上其它各點兩物體的線速度都不相同，由此而產生的微觀滑動，稱差動滑動。差動滑動與滾動體和滾道之間的密合度緊密相關，密合度越大，差動互動越大。
3.自旋滑動引起的摩擦
自旋滑動：在接觸角大于零的球和滾子軸承中（圓錐滾子軸承除外），滾動體繞滾道接觸面法線的旋轉運動引起的滑動稱為自旋滑動
自旋滑動是高速角接觸球軸承中摩擦的重要因素
解決方法：（1）減小旋滾比，可以減小自旋滑動；（2）滑滾比減小，自旋滑動減小；（3）接觸角減小，滑滾比減小
中低速推力圓柱滾子軸承，因接觸角為90°自旋滑動很嚴重，在每個兜孔中用幾個短滾子代替一個長滾子，可以減小自旋滑動。
4.滾動體打滑引起的摩擦
高速輕載的軸承中：由于離心力的作用→滾動體壓向外滾道→引起內滾道對滾動體的摩擦拖動力不足→內圈相對滾動體打滑。打滑是嚴重的滑動摩擦。
5.鋼球陀螺旋轉引起的摩擦
高速輕載角接觸球軸承中，鋼球的陀螺旋轉也是一種嚴重的滑動摩擦。
預防措施：加軸向預載荷，加大摩擦系數，減小摩擦角
6.滾子歪斜引起的摩擦
滾子歪斜：指滾子繞Z軸的轉動歪斜的原因：受軸向載荷的圓錐或圓柱滾子軸承以及使用中內外圈軸線有傾斜的滾子軸承，都會導致摩擦力沿滾子全長分布不均勻，從而產生一個力矩使滾子發生歪斜。
滾子歪斜的危害：滾子發生歪斜后，滾子在滾道里不能維持正常的滾動運動，將產生很大的滑動摩擦，特別是滾子兩端和外滾道之間的摩擦磨損最為嚴重。同時，加劇了滾子和保持架之間及滾子和引導擋邊之間的摩擦。滾子歪斜之后保持架對滾子的作用力抵抗歪斜，同時擋邊對滾子端面的作用力的作用也產生一個抵抗歪斜力矩，從而使滾子處于具有一個歪斜角度的穩定狀態，是一個不正常的穩定狀態，軸承易壞。
減小滾子歪斜的辦法：
⑴ 制定正確的滾子軸承安裝工藝及檢測方法；
⑵ 正確的使用滾子軸承，與之配合的軸、軸承座孔加工精度高，軸線平行；圓柱滾子不受軸向力，可用另外的軸承和措施承受軸向力。
⑶ 改善保持架和擋邊對滾子的引導。
7.滾子端面與套圈擋邊之間的滑動摩擦
減小該滑動潤滑的措施：
（1）改進滾子端面和引導面的設計，實現點接觸，使其易于形成動壓潤滑油膜
（2）采用環下潤滑，帶油孔套圈
8.保持架與滾動體
⑴ 滾動體與保持架兜孔之間的潤滑摩擦，摩擦力的大小取決于滾動體與兜孔之間潤滑劑的性質、滾動體速度及兜孔的幾何形狀。其中兜孔幾何形狀最重要。（例：實體保持架改為直孔）
⑵ 保持架與內或外引導擋邊間的滑動摩擦。摩擦力的大小取決于兩接觸面的摩擦系數。兩加工面粗糙度要小，潤滑好
保持架引導方式：
9. 潤滑劑的黏性摩擦
油潤滑：
滾動體在充滿油氣混合物的軸承內轉動：
公轉時受到流體的繞流阻力，自轉時受到流體的攪拌摩擦力矩。
潤滑脂軸承：
潤滑脂的摩擦是軸承摩擦力矩的主要成分，裝脂量少，摩擦小。
10.密封圈的摩擦
密封圈與套圈擋邊的接觸面間滑動摩擦力很大，間隙大，摩擦小。但漏油；間隙小，摩擦力大。間隙要合適，形成油膜。可采用提高接觸面加工精度及降低粗糙度，加長接觸面間間隙的長度，摩擦小，又不易漏油。
來源：“軋機軸承”公眾號
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