重卡用新型圆锥桶形滚子轴承
发布时间：2019-12-19信息来源：浏览次数：1285
滚子轴承的滚动体类型包括：圆柱滚子、圆锥滚子、滚针、球面滚子。滚子轴承的高承载能力，使其应用非常广泛，滚子的设计、加工也在不断的发展。今年5月舍弗勒对修形滚子设立新标准，要求舍弗勒旗下所有具有X-life品质的500 mm及以上孔径241系列调心滚子轴承将陆续采用新的滚动体（端部修形的新型桶形滚子）。下面将介绍一种新型圆锥桶形滚子轴承。
汽车变速箱用圆锥滚子轴承，解决了轴承的布局问题，但套圈引导挡边容易发生摩擦导致高磨损。滚子的几何形状也会产生作用于内圈挡边的法向力，导致接触区域产生滑动引起磨损。滚子与挡边、滚子与滚道之间的接触力以及滚子挡边之间的接触区域如下图所示。
在相同的外形尺寸和储脂尺寸下选用双列深沟球轴承作为替代方案，其磨损会小很多，但承载能力较圆锥滚子轴承低，可以满足一般车辆车轴齿轮箱使用。对于重型卡车，其额定载荷不足，必须加以改进。
德国凯泽斯劳滕工业大学的研究表明：直径为70 mm且无特殊表面精度（表面粗糙度Ra的值为0.15 μm）的圆锥桶形滚子轴承的基础原型即便不是最优，但其抗磨损能力已可与相同主要尺寸、最优挡边几何形状和高质量表面精度（表面粗糙度Ra的值为0.03 μm）的圆锥滚子轴承相媲美。
设计开发的圆锥桶形滚子轴承的基本结构如下图所示。接触点 P1～P4 分别指内、外滚道上的2个点。内、外滚道上中间接触点的2条切线相交于对称轴线上的M点，从而产生锥角α。滚子表面的外轮廓可用一段恒定半径为R的圆弧表示。此时，保持架起至关重要的作用，不仅可保持滚子的间距，还通过保持滚子对中来纠正滚子歪斜。
圆锥桶形滚子轴承相对于圆锥滚子轴承的优点为：
由于没有挡边，避免了该区域在轴向产生接触力，这是产生磨损的主要原因（圆锥滚子轴承的工作原理）；
不会出现自旋运动（与双列球轴承相比）；
由于使用无自锁保持架，仅有很小的引导力；
对倾斜不敏感；
联合载荷下的高承载能力（双列球轴承不能满足这一特性）。
新型轴承的几何结构结合了圆锥滚子轴承（轴向和径向联合载荷下的高承载能力）和桶形滚子轴承（无挡边接触，对滚子倾斜和歪斜的高容忍性）的优点，因此可成为重载应用场合的替代轴承。
