齒輪箱軸承內(nèi)圈脫開案例分析(三)




調(diào)心滾子軸承軸承有一列不轉(zhuǎn)是咋回事?
齒輪箱軸承內(nèi)圈脫開案例分析(三)的圖1

    前面兩篇文章介紹了某案例中齒輪箱軸上軸承兩個調(diào)心滾子軸承相對內(nèi)側(cè)脫開案例的一些分析,今天我們繼續(xù)。為幫助大家回憶,簡要回顧:

    某齒輪軸上使用兩個調(diào)心滾子軸承,運轉(zhuǎn)的時候兩個軸承內(nèi)側(cè)一列的滾子脫開。工程師擔心是否有害,并希望找到原因。



本系列回顧

   本系列第一篇文章從軸承最小負荷角度討論了這樣的軸承脫開會產(chǎn)生軸承過熱現(xiàn)象,大大的縮短軸承壽命。首先回答工程師的關(guān)切——是否有害。答案是肯定的。


    第二篇文章從軸系統(tǒng)受力角度分析,來判斷這個軸系統(tǒng)中軸承是否應該承受這樣的負荷。答案是,按照這個軸系統(tǒng)的受力情況分析,軸承不應該有這樣的受力。為進一步找到問題的根源,我們再從軸承布置角度分析一下。




軸承的受力

    我們通過上述分析和故障現(xiàn)象可以看到兩個調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈脫開,這就是說兩個軸承承受軸向力,軸向力的方向是施加在齒輪箱內(nèi)側(cè)的軸承內(nèi)圈以及齒輪箱外側(cè)的軸承外圈之間的,如下圖所示:


齒輪箱軸承內(nèi)圈脫開案例分析(三)的圖2

    案例中,兩個軸承內(nèi)圈都呈現(xiàn)脫開的狀態(tài),因此應該是兩個軸承都承受到了軸向負荷,方向如圖。



    在上一篇文章中我們分析可知這樣的軸承系統(tǒng)內(nèi)部齒輪捏合的軸向力相互抵消因此不會產(chǎn)生軸向負荷即便有也不會很大),因此這個軸向負荷的來源不是齒輪嚙合同時如果是齒輪嚙合產(chǎn)生的軸向負荷在斜齒齒輪單方向運轉(zhuǎn)的時候軸向力方向也只會是一個方向的而不會是雙向的


    因此這個軸向力應該來自外界


    這個齒輪箱并無外界負載而相對于軸系統(tǒng)而言有來自外界的軸向負荷那么就應該檢查軸承系統(tǒng)的布置


    首先根據(jù)軸承布置的相關(guān)知識我們知道軸系統(tǒng)通常有定位加非定位系統(tǒng)和交叉定位系統(tǒng)


    其次,對于定位加非定位系統(tǒng)而言定位端軸承承受軸向負荷非定位端軸承不承受軸向負荷設計的時候會對非定位端軸承軸向放開使之不承受軸向負荷顯然這樣的承載狀態(tài)和本案不符如果是定位加非定位結(jié)構(gòu)那么非定位端軸承不會承受軸向力


    兩端軸承均承受軸向力切軸向力方向相反的情況僅僅出現(xiàn)在交叉定位結(jié)構(gòu)中因此可以推斷這個軸系統(tǒng)是交叉定位結(jié)構(gòu)后與工程師核驗確實是交叉定位結(jié)構(gòu)


    事實上交叉定位結(jié)構(gòu)在齒輪箱中是十分常見的結(jié)構(gòu)布置方式

    經(jīng)過上述分析可以得到明確的判斷這兩個軸承受力的來源是軸承布置時的定位結(jié)構(gòu)


    通常而言軸承的交叉定位結(jié)構(gòu)應該使軸承承受一個不大的軸向負荷這個軸向負荷僅僅足夠?qū)S系統(tǒng)進行定位即可當外界軸向負荷加入的時候交叉定位系統(tǒng)相互定位


    但是本案中軸系統(tǒng)空載的時候兩個軸承承受的軸向力就足以是兩個軸承均脫開這就意味著定位的軸向力過大換言之就是兩個軸承外圈壓的過緊


    至此我們找到了本案的根本原因軸承兩端軸向定位過緊導致定位過緊的原因可能是安裝時候過定位設計的時候止口軸向過大零部件加工尺寸問題基座軸向力累計公差問題等


    總之基于軸承受力和布置的分析找到了軸承脫開的原因可以排除故障


各位看官有任何關(guān)于軸承應用的問題可以給公眾號留言或者加微信提問交流。

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齒輪箱軸承內(nèi)圈脫開案例分析(三)的圖3

齒輪箱軸承內(nèi)圈脫開案例分析(三)的圖4

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