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轴承在矿山货车运用中的剖析讨论
来源:海力轴承网 时间:2018-03-31
铁姆肯公司出产的圆锥滚子轴承在矿山货车中有着数十年的运用前史, 一起也积累了适当丰厚的运用经历.本文迁就矿山货车运用圆锥滚子轴承应当注重的难题进行简略的剖析；期望能够协助广阔的矿山货车描绘者和用户更好地挑选和运用轴承；进步矿山货车的可靠性.
除了自身体系描绘匹配和装置调整的要素外；决议圆锥滚子轴承运用功能的首要有以下三个方面要素：1）轴承的资料 2）轴承滚道的粗糙度 3）轴承滚道的外表修形.接下来详细剖析在矿山货车工况下；轴承选型时在这三方面别离应思考的要素.
一．轴承的资料
在思考轴承的资料时首要思考两点：钢材的纯洁度和钢材的热处置工艺.
轴承在正常作业状态下；当滚道外表出现6mm2的脱落时（如图1所示）；咱们就说这个轴承失效了；这个轴承作业的时刻就是它的疲惫寿数.脱落的发作首要是因为轴承钢内部存在非金属夹杂物.在轴承作业时；非金属夹杂物会招致钢材内部应力会集；发作薄缺点；跟着轴承日复一日地作业；这些薄缺点渐渐开展成纤细裂缝；结尾招致滚道外表脱落.所以钢材的纯洁度对轴承至关重要；钢材内部夹杂物颗粒体积越.帕Ｊ吭缴伲辉蛄盐瞥鱿值母怕试叫.岢械钠＠褪倜苍礁.
图1 轴承外表脱落
跟着现代锻炼技能的开展；世界一流品牌的轴承制造商在轴承钢纯洁度这一点上都到达了适当高的水准.他们除了有契合ISO和ABMA规范的轴承资料外；还将比之更纯洁的钢材做资料；以进步轴承在高载荷下的可靠性.拿矿山货车里的轮毂轴承运用来说；轴承承载的力十分高.以200吨载重量为例；整车满载后350吨左右；单侧后轮轮毂轴承的受力到达120吨左右.因而若是挑选规范资料的轴承；其尺度将会十分大.为了尽能够减小轮毂尺度；使描绘更紧凑；这个方位常选用高纯精度资料的轴承.即便这样；轴承的内径也有500mm左右.
除了轴承钢的纯洁度之外；轴承的热处置工艺对轴承的功能也有适当大的影响.如今市场上的轴承首要有两种热处置工艺：全淬透和外表渗碳.全淬透热处置的原资料是高碳钢；经过全淬透热处置后；这种钢材内部和外部硬度都到达58-64HRC；钢材外表发作张应力；当遇到比拟大的冲击载荷状况下；简单发作裂纹；乃至直接碎裂.渗碳热处置的原资料为低碳钢；选用的热处置工艺为外表渗碳；这样的资料特色是外表58-64HRC坚固耐磨；而内部较软30-35HRC；钢材外表发作压应力；能缓冲遭到的冲击载荷；下降出现冲击裂纹的能够性.
图2渗碳钢外硬内软
矿山货车所用到的圆锥滚子轴承首要运用在桥包和轮端；这两个当地的作业环境都十分恶劣；常常随同冲击载荷和重载.再加上铸件自身无法防止发作的磨粒；以及油封能够失效而带来的外部污染；这些都对轴承自身带来了宏大的检测.在磨粒和重载的状况下；轴承的滚道外表无法防止地发作凹坑；若是选用全淬透的轴承；在资料自身较脆和外表张应力的两层影响下；这个凹坑的开展将比拟敏捷；使得轴承在没有到达疲惫寿数前提早失效.而假设选用渗碳轴承；因为资料自身有耐性和外表压应力；该凹坑不易扩大；使得轴承依旧能够到达较好的疲惫寿数.铁姆肯公司经过实验来模仿全淬透轴承和渗碳轴承在滚道外表有损伤的状况下的轴承寿数比照；成果显现外表渗碳轴承比全淬透轴承能到达更高的疲惫寿数.根据以上缘由；咱们在选用矿山货车所用的轴承时；应尽量选用渗碳轴承.
二．轴承滚道与滚子的外表光洁度
影响轴承功能的要素除了刚刚说到的资料要素外；还有一个很大的要素是光滑.据统计；70-80%的轴承提早失效是因为轴承光滑不恰当所形成的.一般咱们选用油或油脂来对轴承进行光滑.光滑体系在轴承作业时；会在金属外表发作一层油膜.若是咱们用高倍放大镜去调查轴承滚道；能够看到滚道外表不是光滑的；而是有许多小的金属高点的；就像一座座“山峰”.若是在轴承作业时；滚道和滚道之间“山峰”直触摸摸；那么“山峰”就会开裂；滚道外表发作微脱落；结尾形成轴承外表损伤（如图3）.油膜的意图就是使得滚道与滚子之间的小“山峰”不直触摸摸.要起到这样的效果；油膜的厚度有必要超越两触摸外表粗糙度之和.当咱们发现油膜厚度无足以分隔两个金属面时；能够有两个挑选：运用更粘稠的光滑油或油脂，下降滚道外表的粗糙度.因为矿山货车一般在桥包选用SAE80W-90油浴光滑；而在轮端选用带有EP添加剂的二号光滑脂光滑.遭到重载低速的影响；能够会发作油膜厚度不行的状况.若是无法改动齿轮油的粘度；咱们能够经过进步滚道和滚子的外表光洁度来进步轴承功能.
图3在光滑不良的状况下作业；轴承有能够会发作损伤
三。 轴承滚道外表修形
如今咱们来看一下影响轴承功能的另一个重要要素 滚道外表应力.有的读者在这里能够会想,一个轴承只要不超越它的额外载荷；滚道外表发作的应力应该不是难题.若是有难题；阐明这个轴承自身的额外载荷数据标高了.这种了解疏忽了一点；轴承在受力时；它的外圈和内圈的中心线能够不在一条直线上；能够有一个夹角（如图4）；
招致轴承作业时不对中.这个不对中能够是装置不妥招致的；也能够是轴或轴承座在受重载的状况下发作细微的形变招致的；能够是轴和轴承座在加工时的差错招致的；或者是以上要素的归纳.圆锥滚子轴承在样本上标的额外载荷是指轴承作业时；这个夹角要小于0。0005弧度.当这个不对中的夹角小于万分之五的弧度时；不会影响轴承的寿数和功能；但当这个夹角超越万分之五的弧度时；就会对轴承的功能发作必定影响.这个不对中会招致轴承滚道应力会集；使轴承无法到达描绘的疲惫寿数而提早失效.这种失效方式如图6所示；一般发作在滚道边际；而且上下180度方向上出现对角线形式.
图5 因不对中而招致的轴承失效形式
这种不对中表象而招致的轴承损伤在矿山货车的轴承运用中很常见；首要是因为矿山货车的承载太大；招致轴变形所形成的.当这种轴承损伤出现时；若是不仔细剖析而把它归结于轴承的承载才能不行；单单经过进步轴承的尺度来敷衍；成果往往不抱负.铁姆肯公司对准因滚道鸿沟超越许用应力而结尾招致轴承寿数偏低的运用推出了带滚道修形的轴承；能够在不必进步轴承尺度的状况下；处理滚道边际应力会集的难题；使得滚道外表的应力一直处于资料的需用规模之内.
在对矿山货车用轴承进行选型核算时；凭借核算机；输入工况条件运用专业软件能够模仿出该轴承能否存在滚道鸿沟应力过大的难题.理论中曾遇到这样一个比如；某大吨位矿山货车轴承选型；在寿数核算时发现前轮轮毂外侧轴承寿数较.薹阋.在查看该轴承滚子的应力水平常；发现有一个工况下滚道应力很高.如图6所示；图中该滚子的鸿沟应力现已超越了资料的需用应力；而滚道中心有些应力较.得鞲弥岢械某性啬芰梢月阏飧鲇τ.然后咱们在原有轴承的基础上对滚道进行修形；载入软件从头核算；再查看应力发现相同的工况下；同一颗滚子的应力散布如图7所示；轴承寿数也有适当大的进步.
图6一般轴承滚道鸿沟应力过大
图7滚道修形轴承应力散布
四．总结
以上首要对准矿山货车的运用特色；别离从轴承的资料、轴承滚道外表粗糙度以及滚道应力和修形这三个方面剖析了轴承挑选和剖析要注重的难题；期望能够经过以上的处理方法；进步矿山货车的可靠性；然后削减泊车保护时刻；进步采矿功率.
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