分析交叉滚子轴承疲劳寿命的影响因素
分析在交叉滚子轴承的使用过程中,影响轴承疲劳寿命的因素很多,除了结构设计之外,主要还有材料、制造,使用三方面的影响。
在轴承发展的历史上,半个多世纪以来各国一般都用高碳鉻轴承钢来制造,化学成分也几乎不变。但是,不通的冶炼方法材料纯净度不通,对轴承的寿命影响也非常的大。真空冶炼的轴承钢纯净度高,非金属夹杂氧化物,硅酸盐等含量减少,疲劳寿命比大气冶炼轴承钢提高2倍左右。
试验表明,滚动接触面在毛坯成形过程中纤维流线与表面平行最好,轴承寿命长。如流线分布与表面垂直,容易在纤维露头的地方发生疲劳破坏。表示钢球在纤维流线的两级破坏率最高。从流线分布考虑,采用管料碾压沟道和棒料冷轧等工艺有利于疲劳寿命。而棒料或者钢管车削,切断了流线,对疲劳寿命不利。
热处理对于交叉滚子轴承的疲劳寿命影响也很大,试验标明,鉻轴承钢淬火和回火后的组织中马氏体桁梁为83.5%、马氏体中含碳量为0.45%,残留碳化物为6.5%,参与奥氏体为10%,表面硬度为HRC62.6时,疲劳寿命最长。碳化物的颗粒细化、分布均匀有利于疲劳寿命。
在一定的工作负荷下,轴承中负荷分布的情况对于疲劳寿命的影响很大。从前面的推导构成可知,凡是使受载最大的滚动体负荷Qmax增加的因素都将降低疲劳寿命。例如,向心轴承游隙增大时受载区减少,Qmax增大,寿命降低。高速运转中轴承由于离心力作用滚动体和外圈的接触负荷增加,寿命降低,对于滚子轴承,轴线偏斜还使得接触应力沿滚子长度分布不均匀,也降低疲劳寿命。
对于柔性支承轴承,则视套圈的弯曲变形情况和游隙大小,疲劳寿命可能降低,也可能提高。如果轴承以及其支承结构设计合理,使负荷分布比较均匀,最大滚动体负荷减小,疲劳寿命将比刚性支承轴承还要高。
的润滑状态对于疲劳寿命有重要影响,另外,润滑剂不清洁时也可能导致轴承的疲劳寿命下降。