外圈旋转轴承润滑寿命计算及分析

赵联春，白雪峰，晏丽明，王东

(1.上海斐赛轴承科技有限公司，上海 201100；2.C&U Americas,MI 48170;3.上海斐耐润滑技术有限公司，上海 201100)

1 前言

汽车工业飞速发展，汽车轴承的研究开发在国内也方兴未艾。其中汽车发动机张紧轮轴承(单元)(图1)和汽车空调电磁离合器轴承(单元)(图2)不仅运行温度和速度较高，而且为皮带张紧驱动外圈旋转，其皮带张紧驱动、内圈沟道局部受载和外圈旋转使其有别于其他汽车轴承，在动态试验或运行条件下，功能寿命远小于非皮带张紧驱动、内圈以相同转速运转的同型号轴承，难以满足客户的动态试验或行车要求。在所有功能失效中，润滑失效最为常见，润滑失效先于轴承的疲劳剥落失效发生，突出表现为启动和摩擦力矩明显增大、温度升高、振动噪声显著加大、工作表面磨损、轴承松旷、润滑脂干结等。

图1 汽车张紧轮轴承(单元)

图2 汽车空调电磁离合器轴承(单元)

针对皮带驱动外圈旋转轴承功能失效的特点，需要对这类轴承进行摩擦学设计和校验，润滑寿命的分析计算是其中的重要环节，但现有的轴承润滑寿命计算方法考虑的都是内圈旋转(外圈静止，下同)，不宜直接用于外圈旋转(内圈静止，下同)轴承润滑寿命的计算分析。文献[1-2]研究表明，在轴承承受载荷和温度不变的情况下，润滑脂的寿命取决于保持架的旋转速度，而与轴承哪个套圈旋转无关，外圈旋转比起内圈旋转(两者旋转速度相同，下同)因为保持架的旋转速度更高而使轴承的润滑寿命缩短，并得出结论，外圈旋转的滚动轴承润滑寿命只有内圈旋转时的0.2～0.4倍。……