四点接触球转盘轴承沟道形状与游隙关系特性分析

陈龙，姜红卫，王黎峰，邱明，夏新涛

(1.河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003；2.包钢集团 无缝钢管厂，内蒙古 包头 014000；3.洛阳瑞成轴承有限责任公司， 河南 洛阳 471003)

四点接触球转盘轴承结构紧凑，重量轻，可以同时承受轴向力、径向力及倾覆力矩，因而广泛应用于回转式焊接操作机、中小型起重机和挖掘机等工程设备[1]。四点接触球转盘轴承的沟道为2条圆弧，沟曲率系数为0.52～0.55。一般工程机械设备中，由于游隙大于零，钢球和沟道之间为两点接触；在一些回转精度要求较高或者有启动力矩要求的应用场合(如雷达回转台、机床回转台以及风力发电机变桨装置等)，要求转盘轴承采用零游隙或者负游隙，钢球与沟道间为四点接触[2-4]。转盘轴承套圈材料一般选用50Mn钢或42CrMo钢，套圈沟道采用表面淬火；钢球采用GCr15钢或GCr15SiMn钢，整体淬火[5]。依据工况不同，做高频往复摆动的四点接触球转盘轴承常见的失效形式为承载区的疲劳破坏；低频摆动与低速回转常见的失效形式主要为压痕[6]。

由于四点接触球转盘轴承的广泛应用及其在承载上的突出优势，很多学者对于其承载能力做了深入研究。文献[7-10]分析了转盘轴承载荷分布的解析求解方法；文献[11]研究了转盘轴承载荷分布的数值求解方法；文献[12-13]从不同角度分析了四点接触球轴承载荷分布方程的建立方法；文献[14]还建立了确定型号的四点接触球转盘轴承的有限元分析模型，并采用有限元分析方法建立了一些固定型号的柔度矩阵；……