滾子軸承打滑蹭傷因素及軸承防滑措施

滾子軸承打滑導致軸承蹭傷是一種常見的損壞形式，那你知道什麼是滾子軸承打滑嗎？為什麼會造成滾子軸承打滑呢？採取怎麼的措施能夠預防滾子軸承打滑？這一些列問題，中華軸承網（簡稱：華軸網）根據對軸承知識的了解，來分享相關內容。

什麼是滾子軸承打滑？

當軸承在工作時，滾子應在內、外環滾道上做純滾動的運動。如果要求驅動滾子保持架有足夠的拖動力，就可以克服其阻力，當滾子拖動力不足以克服阻力時，這時，除了滾動之外，還會伴隨著一些滑動，而這種相對於內環（或者外環）出現的運轉速度差，就為打滑。

造成滾子軸承打滑蹭傷的因素是什麼？

滾子軸承打滑是蹭傷軸承的必要條件，但是出現打滑未必一定會引起表面蹭傷。

造成滾子軸承打滑蹭傷的一些因素有，如軸的振動和交變載荷，產生一種可以撕破潤滑油膜的力而導致工作面（滾子及內環滾道工作面較常見）的部分區域上出現蹭傷，如圖1所示。

圖1 軸承打滑蹭傷圖

軸承蹭傷與疲勞剝落相比 , 蹭傷的深度較淺 , 呈帶狀；而與正常工作面相比 , 則它又比較 粗糙 , 凹 凸不平 , 圖2是通過高倍電子顯微鏡拍下的照片, 軸承打滑蹭傷區是一片大面積的小麻坑 , 且蹭傷區邊緣還拖著許多細小的「 流線 」。 軸承蹭傷中心區麻坑深度約30~40微米（如圖3所示） 。在電子顯微鏡下仔細觀察，可以看出各個小麻坑都是表面上小金屬掉塊形成的。

圖2 打滑蹭傷區的電子顯微鏡照片

圖3 軸承內環滾道蹭傷痕跡的Talysurf描跡

因此可以想像，打滑蹭傷是在潤滑油膜被破壞後，由於金屬凹凸不平的粗糙表面的相互作用，最終引起材料轉移的結果。有的材料被「沾去」,形成麻坑；而沾得較多的部位則突出原始表面之上。另外，工作面上有的部位被蹭傷，有的部位沒蹭傷，這是與交變負荷及袖膜被破壞的程度有密切關係。嚴重時，由於滾子與內環間產生過大的摩擦熱量，使內環膨脹，減小了徑向遊隙，以致使軸承卡死。

採取怎麼的措施能夠預防滾子軸承打滑？也就是防滑措施

1、減少滾子數和減小滾子直徑

滾子是由旋轉環所跑動，在強度允許的情況下，減少它的重量，達到減少慣性阻力的目的。對防止和減少滑動就變得十分重要。採用這一措施較簡單，僅需臧少它的數量和直徑就能達到。在航空渦輪發動機中，由於外載荷不大的特點，因此，接觸疲勞已不是滾子的主要破壞因素。按常規標準的軸承尺寸餘度還是大的，一般認為滾子數量減少50%，而直徑縮小25%以後，依然不影響它的接觸疲勞壽命。不少發動機已採用這一措施，例如，斯貝發動機主軸承就是這種類型，不僅滾子明顯稀疏，而且尺寸小巧。

2、選擇合理結構和減輕保持架重量

保持架除了在強度允許的情況下，儘量減少它的重量之外，還應考慮它的本身特性，例如，應當避免其共振、高速旋轉阻力等。

保持架引導方式在高速軸承中也是十分重要的因素。如果保持架的不平衡量控制妥當的話，保持架由外引導改為內引導，對於減少打滑也是十分有利的。因為外引導，保持架和軸承的引導面之間的相對運動，滑油膜形成一一個粘性阻力，而內引導卻相反，保持架和引導面之間的滑油膜粘性力則變為拖動力。這樣，粘性阻力變成拖動著保持架旋轉的力。兩者之差也是不可忽視的。

3、環下供油

採用環下供油的優點是帶走了軸承的發熱，同時使攪拌引起的額外損失最小。又如把外環帶擋邊改為內環帶擋邊，無疑也是可以減少攪拌的阻力，如圖4所示。

圖4高速滾子軸承下的環下供油

4、採用空心滾子預負荷軸承

空心滾子預負荷軸承如圖5所示。它能對所有滾子施加預負荷，使所有區域皆無滑動。由於渦輪發動機轉子軸承工作轉速和溫度範圍較廣，故選擇合適的預負荷應當謹慎。即使在很低的外加負荷下，過大的預負荷仍然會使滾子過早破壞。常見的破壞形式是彎曲疲勞。典型的空心滾子，外徑和內徑之比為2，最大的孔彎曲應力應低於25000磅/英寸；內外徑的同心度應保持在0.005毫米。

圖5 空心滾子預負荷軸承的載荷分布

5、採用橢圓軸承

採用橢圓軸承是最常見的防滑形式，一般有雙瓣和三瓣兩種結構，如圖6所示。以雙瓣橢圓軸承為例，談談它的結構和防滑機理。這種軸承一般外環外徑為橢圓，外環內徑(滾道)及軸承座皆為圓形。裝配後，外環滾道變成了橢圓，即對滾子加了預負荷。也就是說使橢圓滾道的短半軸處滾子與滾道間的徑向遊隙消除了(形成過盈),使滾子受到壓縮。因此，除了最下部的幾個滾子受到轉子重力負荷的作用外，在其左、右90°處的滾子，也各受一定量的預加負荷，從而使承受負荷的滾子數目增加到滾子總數的大約60%(滾子軸承一般承受負荷的滾子數目約佔滾子總數的20%)，如圖7所示。因此，增加了拖動力有利於防止滾子和保持架打滑。但是，給出橢圓度的方法會降低軸承的疲勞壽命，所以，在使用中有必要考慮最佳橢圓度的選取問題。

圖6 橢圓軸承的設計

圖7 滾子軸承中載荷的分布

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