[發(fā)明專利]一種四點角接觸轉盤軸承滾道邊緣修型的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011275039.6
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112377519A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 王華;黃龍藝;嵇栩
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學;南京工大數(shù)控科技有限公司
• 主分類號: F16C19/16
• 分類號: F16C19/16;F16C33/58;G06F17/11
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 蔣真

本發(fā)明公布了一種四點角接觸轉盤軸承滾道邊緣修型的方法，包括如下步驟：步驟1、獲取轉盤軸承的鋼球和滾道的有關結構參數(shù)，包括滾道曲率半徑、鋼球直徑、軸承間隙、初始接觸角、鋼球的許用應力、鋼球的彈性模量、鋼球的泊松比、滾道的許用應力、滾道的彈性模量、滾道的泊松比；步驟2、選取滾道間隙、接觸角和最大彈性變形c作為修型輪廓的主要參數(shù)；步驟3、在滾道邊緣末端確定修型輪廓曲線；步驟4、根據(jù)所選參數(shù)和圓弧曲線，在滾道邊緣末端采用圓弧曲線過渡修型。本發(fā)明減小了滾道邊緣處的應力集中現(xiàn)象，使得鋼球和滾道的接觸區(qū)域應力均勻分布，避免了接觸應力過高引起的軸承早期失效，提高了軸承的運行穩(wěn)定性和可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及軸承技術領域，尤其涉及一種四點角接觸轉盤軸承滾道邊緣修型的方法。

背景技術

轉盤軸承是大型回轉機械的核心部件，其通常能夠承受多種載荷的聯(lián)合作用，具有轉動靈巧、承載能力強、運行穩(wěn)定等特點，現(xiàn)已廣泛地應用于大型工程機械、娛樂設施、軍事裝備、海洋平臺等大型回轉裝備上。

由于轉盤軸承承受較高的工作載荷，且大多數(shù)情況下受偏載的作用，軸承的內(nèi)圈和外圈發(fā)生相對位移，引起鋼球和滾道間的實際接觸角增大，從而使鋼球和滾道接觸區(qū)域的面積減小，導致滾道邊緣接觸區(qū)域的局部應力過高，從而降低了滾道邊緣的強度，極大地影響了轉盤軸承的承載能力和使用壽命。

因此，通過對軸承滾道邊緣進行修型，使得在同等載荷作用下鋼球和滾道間的應力均勻分布，降低最大接觸應力值，減小滾道邊緣接觸區(qū)域局部應力過高的現(xiàn)象，這對于提高轉盤軸承的承載能力和使用壽命具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種四點角接觸轉盤軸承滾道邊緣修型的方法，使鋼球和滾道之間接觸情況良好，以減小滾道邊緣區(qū)域應力過高的現(xiàn)象，提高軸承的運行穩(wěn)定性和可靠性，延長軸承的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種四點角接觸轉盤軸承滾道邊緣修型的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、獲取轉盤軸承的鋼球和滾道的有關結構參數(shù)，包括滾道曲率半徑R、鋼球直徑Dw、軸承間隙Pr、初始接觸角α、鋼球的許用應力p₁、鋼球的彈性模量E₁、鋼球的泊松比v₁、滾道的許用應力p₂、滾道的彈性模量E₂、滾道的泊松比v₂；步驟2、選取滾道間隙、接觸角和最大彈性變形c作為修型輪廓的主要參數(shù)；步驟3、在滾道邊緣末端確定修型輪廓曲線；步驟4、根據(jù)所選參數(shù)和圓弧曲線，在滾道邊緣末端過渡圓弧12過渡修型，留下一處保留的未進行修型的滾道原始輪廓曲線15。

作為優(yōu)選，所述步驟1中，所述滾道曲率半徑R、鋼球直徑Dw、軸承間隙Pr、初始接觸角α、鋼球的許用應力p₁、鋼球的彈性模量E₁、鋼球的泊松比v₁、滾道的許用應力p₂、滾道的彈性模量E₂、滾道的泊松比v₂為標準參數(shù)。

作為優(yōu)選，所述步驟2中，所述最大彈性變形量c，c為：

其中,p為滾道的許用應力，a為赫茲接觸系數(shù)，E’為等效彈性模量，Q為最大接觸載荷，ρ為鋼球和滾道的曲率半徑比。

作為優(yōu)選，考慮載荷作用后，軸承內(nèi)圈和外圈會發(fā)生相對位移，鋼球和滾道的實際接觸位置會發(fā)生變化，所述步驟2中，所述接觸角參數(shù)由下式確定：

α^*＝arccos[(1-P_r/L)cosα]

其中，α*為軸承的實際承載角，α為軸承初始接觸角，Pr為軸承間隙，L為滾道中心到鋼球中心的距離。