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(xì)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(zhuǎn)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(chǎn)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(guān)，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(zhuǎn)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(yán)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(nèi)滾道對滾動體的摩擦拖動力不足→內(nèi)圈相對滾動體打滑。打滑是嚴(yán)重的滑動摩擦。
5.鋼球陀螺旋轉(zhuǎn)引起的摩擦
高速輕載角接觸球軸承中，鋼球的陀螺旋轉(zhuǎn)也是一種嚴(yán)重的滑動摩擦。
預(yù)防措施：加軸向預(yù)載荷，加大摩擦系數(shù)，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(zhuǎn)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(nèi)外圈軸線有傾斜的滾子軸承，都會導(dǎo)致摩擦力沿滾子全長分布不均勻，從而產(chǎn)生一個力矩使?jié)L子發(fā)生歪斜。
滾子歪斜的危害：滾子發(fā)生歪斜后，滾子在滾道里不能維持正常的滾動運動，將產(chǎn)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(yán)重。同時，加劇了滾子和保持架之間及滾子和引導(dǎo)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(chǎn)生一個抵抗歪斜力矩，從而使?jié)L子處于具有一個歪斜角度的穩(wěn)定狀態(tài)，是一個不正常的穩(wěn)定狀態(tài)，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(dǎo)。
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(jìn)滾子端面和引導(dǎo)面的設(shè)計，實現(xiàn)點接觸，使其易于形成動壓潤滑油膜
（2）采用環(huán)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(zhì)、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(nèi)或外引導(dǎo)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(shù)。兩加工面粗糙度要小，潤滑好
保持架引導(dǎo)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(nèi)轉(zhuǎn)動：
公轉(zhuǎn)時受到流體的繞流阻力，自轉(zhuǎn)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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