变速箱圆柱滚子轴承的设计改进

崔传荣，曹晓辉，李鑫辉，骆桂斌

(瓦房店轴承集团有限责任公司 技术中心，辽宁 瓦房店 116300)

1 工况条件

重型卡车变速箱内第二根轴后端使用满装圆柱滚子轴承NUP312ENV/C3，在变速箱中承受径向和轴向的联合载荷，所承受的径向力约为3.5～27.5 kN，轴向力约为6.36～7.07 kN，但无大的冲击载荷；转速为250～3 000 r/min；润滑方式为飞溅润滑。

2 故障原因分析

轴承在使用过程中滚子磨损较快，特别是靠近平挡圈外径处的端面磨损严重(磨出深沟)，造成抱死及烧轴。

根据轴承的失效形式分析其原因有以下几个方面。

(1)满装滚子结构。在工作时滚子间滚动面直接接触，且相互间发生滑动，作用力较大，在滚子接触区不容易形成液体动力润滑油膜，因此，在一定条件下，滚子损坏不是由于疲劳失效而是摩擦或磕伤所致。

(2)平挡圈及与平挡圈相接触用于轴向定位的垫圈(图1)。平挡圈外径过大，加大了滚子端面与平挡圈的接触面，不利于润滑油膜的形成，增加了滚子的磨损，也不利于承载轴向力。而且与平挡圈相接触的垫圈设计过高且与平挡圈无间隙的接触，也不利于飞溅润滑的形成，造成温升较大。同时第二根轴最长，刚性较差，系统制造误差及轴承存在一定的径向游隙，造成轴端将产生一定的位移量和挠度，导致第二根轴回转中心线与轴承回转中心线不重合，造成轴承的早期失效。

1—外圈；2—滚子；3—内圈；4—平挡圈；5—垫圈

(3)轴向游隙。在轴承的轴向游隙不能满足轴的轴向位移的情况下，滚子端面与挡边及平挡圈之间将失去油膜而变为直接的压力接触，当滚子高速工作时，极易造成滚子端面的严重磨损。……