球面滚子修形对重型调心滚子轴承性能影响分析

刘际轩

（舍弗勒贸易（上海）有限公司，上海 201804）

1 前言

调心滚子轴承又称球面滚子轴承，如图 1，以径向载荷为主，可承受一定的双向轴向载荷，且具有良好的调心性能。 当轴受力弯曲或轴的两端轴承安装不同心时轴承仍可正常使用，所以其广泛应用在风电主轴、立磨、钢铁等应用场合。

图1 调心滚子轴承的结构

随着国内外对能源利用率要求的提高，设备都在往大型化、长寿命化方向发展，作为设备核心部件的轴承所承受的载荷情况也越来越复杂。一些特定的应用如重载工况，滚子母线端部会出现明显的应力集中现象，当轴向载荷也较大时，轴承会出现单列受载，加剧应力集中的状况，再加上润滑不良引起的轴承早期疲劳磨损，应力集中现象进一步加剧，轴承磨损失效加快。这些载荷和应用工况的复杂化对轴承设计提出了更高的要求。

为消除或减少应力集中现象，提高轴承的承载能力从而提高使用寿命，文献[1]、[2]、[3]提出了对圆柱滚子进行修形设计。文献[4]、[5]基于圆锥滚子轴承使用影响系数法对直母线、圆弧修形和对数修形的滚子-滚道接触副的接触应力进行了分析，结果显示对数修形有利于改善应力分布。文献[6]分析了重载情况下调心滚子的应力，并提出在极重载情况下，通过改变滚子滚道的密合度，优化滚子的端部修形可以大大减少应力集中。但调心滚子轴承区别于圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承的特点是其滚子本身也有……