深沟球轴承保持架形状最优化的低摩擦力矩研究

深沟球轴承具备以下优点：能承受径向剪力与交叉的支承剪力、低矛盾力距、低燥音、成本分析费等，所以作为汽车、工业机械用轴承获得广泛应用。近年来，世界各国颁布、执行了汽车的油耗法规，今后会进一步收紧油耗法规限值。此外，在工业机械领域也在推进节能化，要求这些领域所用深沟球轴承进一步降低摩擦力矩。

滚动轴承摩擦力矩起因于润滑剂的混合进而造成压力差、会滚动黏滞进而造成压力差、球自旋及差动划屏等造成的划屏耐摩擦力进而造成压力差以其ꦑ球与持续架互相的划屏耐摩擦力进而造成压力差。为降低润滑剂的搅拌阻力及滚动黏滞阻力，润滑剂的低黏度化是有效的，近年来学者们开展了大量研究。不过这类方法虽可实现低摩擦力矩化，但许多情形下会降低寿命等其他性能。

深沟球轴承多使用润滑脂润滑，以往通过增强研磨脂力促了滚动轴承型号低磨擦载荷化，过了仅采用增强研磨脂来下降磨擦载荷也是限制度的。这段话简绍为下降脂研磨深沟球滚动轴承型号磨擦载荷来轴套里面的轴承润滑油脂形为的可视化数据，可以获得使脂润滑液具体条件下采用始终保持架图形最优投资组合化的手册。按照開發既减低防锈水脂拷贝障碍及均匀搅拌障碍，又对另一个功效无反应的新框架始终维持架，改变了低摩擦力矩化技术。

1 新做到架发掘的基本条件试验检测

1.1 可靠性试验的轴承

为研究保持架对摩擦力矩的影响，采用汽車、工业化机械装备用享有非使用式良好的密封性的硬性深沟球滚针轴承型号做为实验室检测滚针轴承型号，其要求尺寸要求见表1。

作为试验轴承使用的常规深沟球轴承近年来主流使用冠状树脂保持架，如图1所示。

表1 深沟球滚柱轴承样品的金桥铜业跨接线的截面积大小尺寸金桥铜业跨接线的截面积大小

试验报告滚柱轴承

轴套公称直径

（mm）

滚柱轴承外径

（mm）

轴承套宽

（mm）

常规額定动超载负荷（kN）

基础额定功率静承载（kN）

球数

稳定架板材

6302ZZ

14.3

5.45

增强尼龙66

图1 增加架( 标准)

1.2 润滑脂分布可视化试验

为了解深沟球轴承内部润滑脂的状态，探索低滚动摩擦力距化的相关做法，运作Xx射线我的电脑断裂带造影(CT)机系统使选转试验台后的联轴器企业内部可视化分析。交互式用滚动轴承的油漆颜色图﷽片右图2如下。格局工件的的细节已经X光谱线照光经济条件各用见表2和表3。

图2 数据可视化用试验装置联轴器

表2 数据可视化用疲劳试验联轴器构造零件图

润滑剂脂

内圈	表圈	球	长期保持架	防灰盖	增稠剂	锥入度	40℃时基础油的运动黏度润滑脂（mm²/s）	研磨脂个数
亚克力树脂胶	亚克力硅胶粘合剂	石英晶体玻离	增韧尼龙66	ABS环氧树脂	锂皂基	250	26	0.84

表3 X光谱线灯照经济条件

X放射线管额定电压（kV）	Xx射线管电压电流（A）
100	460

为提高润滑脂的X射线透射率，照射低输出功率的X射线(管电压100 kV)，以判别润滑脂与空气的差异。在此，使用X射线透射率高的材质构成结构零件，以便即使低效果输出的X电子束能不能使深沟球联轴器企业内部数据可视化。滚针轴承内、南侧运用亚克力不饱和聚酯硅橡胶；球运用石英石玻璃板；增加架运用尼龙绳66；防水盖运用丙烯腈-丁二烯-苯氯乙烯自动合成不饱和聚酯硅橡胶(ABS不饱和聚酯硅橡胶)。🉐在信息可视化经过多次实验发现前的平移经过多次实验发现中，在轴径承载力20 N下,以1 800 r/min的轉速使内圈平移5 min♚。运用下节所诉的轻载下的热胀冷缩扭距測試台确定平移经过多次实验发现。

1.3 摩擦力矩测试

按2种载荷条件(轻载/重载)进行深沟球轮毂轴承出现摩擦载荷预估。轻🎃载因素下静静摩擦力转矩测评台下图下图3下图，耐压因素见表4；载重因ไ素下静静摩擦力转矩测评台下图下图4下图，耐压因素见表5。

图3 轻载生活条件下滑动摩擦力距测试仪台

表4 轻载状况下的测试状况

心轴荷载（N）	径向力矩（N）	轉速（r/min）
1	0	14000→12000→10000→8000→6000→4000→2000

图4 轻载必要条件下滑动摩擦扭距测量台

表5 载重经济环境下的试验装置经济环境

径向力矩（N）	径向剪力（N）	转动速度（r/min）
1000	100	10000→8000→6000→4000→2000

深沟球轴承内圈旋转，用测力传感器测量外侧上出现的磨蹭力距。轻载具体状况下，深沟球滚针滑动滚动轴承套上只背负负ꦜ载负载；轻载具体状况下，深沟球滚针滑动滚动轴承套上背负负载与径向联席负载。可能能够大气滚针滑动滚动轴承套施用负载负载及径向负载，高定位精度地校正了深沟球滚针滑动滚动轴承套磨蹭力距。繁多负载具体状况下从最好轉速以每一次的2000 r/min为一个，结果英文轉速减轻至2000 r/min，在各轉速下确保1 min区间，获取磨蹭力距平均的值成为各轉速下的磨蹭力距值。

深沟球滚෴动轴承内、表圈沟道剖面样式为圆弧状，在只是轴上承载能力功用的环境下，整个球与内、表圈玩角变得完全相同模式，公转表面积也成为完全相同模式，故顺利通过假定球加速度慢为稳态能够达到到到减慢球-始终维持架两者功稍微稍微用力的依据性。在同一时间有径向及轴上承载能力功用的环境下，因几大球与内、表圈玩角各不相同，故球在沟道上的公转表面积发生转变，会因为🐟球加速度慢不匀称，能够达到到到增大球-始终维持架两者功稍微稍微用力的依据性。

1.4 湿润脂数据分布大数据可视化测试报告

使用X射线CT装置观察旋转试验后脂防锈深沟球滚动滚柱滚柱轴承内部结构组织防锈脂数据遍布的可是，就像文中5提示。通过Xx射线电子散射率，以深浅差异差异的颜色带表了各滚动滚柱滚柱轴承的结构元件，滚动滚柱滚柱轴承内部结构组织防锈脂数据遍布而非数据可视化。可能离心式力用途，防锈脂呈大块映照在外侧侧。内圈侧与防锈脂块💞会有厚度。正规控制架与球间为面接觸，可能防锈脂打开正规控制架-球区间内，所以咧可表示因防锈脂的、剪切出现存在出现摩擦扭力。

图5 XX射线CT观测结果显示(常規滚柱轴承)

2 实现低摩擦力矩化的保持架形状

研究通过开💜发新结构的保持架，以降低深沟球的轴承挤压转矩。研究背景XX射线CT的观查后果，可知到以上下降挤压转矩的白皮书。

1）由于保持架-球之间润滑脂的剪切拥有振动扭力制造的各种因素，之所以应该让防锈液脂的剪截的功效超小化。

2）由于离心力的作用，润滑脂附着于外圈侧，所以由于改变保持架形状，当保持架位于外圈侧，润滑脂的搅拌阻力及剪切阻力会增加；当保持架位于内圈侧，润滑脂的搅拌阻力及剪切阻力会ꦫ🅰减小。

只能根据这样基本常识，为变低的轴承静摩擦力扭矩，用到了下例维持架结构特征。

1）持续架-球相互形成了点相处；

2）不是采用保持架的卡爪抱住球的引导手段，反而是按照套圈加以引导手段。套圈引导方式可考虑内圈引导方式及外圈引导方式，而为了降低润滑脂的搅拌阻力及剪切阻力，采用内圈引导方式。

常规保持架和新结构的开发保持架如图6如下。常见提高稳定架中提高稳定架兜孔与球的触碰到情况如图如图甲已知6a如下。常见提高稳定架是球进行途径，因为常见提高稳定架与球为面触碰到。制作管理提高稳定架中提高稳定架兜孔🐓与球的触碰到情况如图如图甲已知6b如下，制作管理提高稳定架🐟与球为点触碰到。

图6 深沟球轮毂轴承的球与始终维持架排斥环境（左-常规性；右-新开通发）

常规保持架和开发保持架的引导方式如图7图示🍨。标准增加架是球指引途径，增加架与球学习；开发技术增加架则是内圈指引途径，增加架与内圈学习。

图7 深沟球滚柱轴承的正确引导

3 新结构保持架的测量结果

3.1 润滑脂分布可视化试验结果

为了确认新结构的开发保持架实现如设计方向因为那样的功用，对存有开发技术提高架的深沟球滑动轴承组织结构轴承润滑油脂区域划分做了探究，成果右图8如下。核实了的开发长期保持架与球的接觸布位如设计目标那样形成点接触。此外，润化系统脂造成大块，在离脑力力而依附在表圈侧，内圈侧依附的润化系统脂少，因此可能转变成内圈修复系统方法，未能发生光滑脂混合及截取。

图8 Xx射线观查最终结果(开发技术要保持架)

3.2 矛盾扭距在测量最终

对常规轴承与装有新结构的开发保持架的深沟球滚动轮毂轴套（下列称开放滚动轮毂轴套）做了静撞击载荷预估，最终结果如图是9a和图10a 已知。普通滚动轮毂轴套与开放滚动轮毂轴套的静撞击载荷之就比如图是9b和图10b已知。不管在是普通滚动轮毂轴套，就是开放滚动轮毂轴套，均预估了2套滚动轮毂轴套，在这表明为普通滚动轮毂轴套1，2和开放滚动轮毂轴套1，2。对比于配有球指引稳定架的普通滚动轮毂轴套，配有内圈进行要保持架的制作轴套在轻载及方法重载能力下均有较低热胀冷缩扭矩的实际效果。

图9 轻载能力下深沟球轴套的振动扭力

由图9可知，轻载条件下，虽说摩擦力矩的绝对值低些，但开发轴承的摩擦力矩大幅降低。随着转速的提高，常规轴承摩擦力矩也呈现增加趋势，而开发轴承的摩擦力矩变化小，而且越是在高速区，降低摩擦力矩的效果越明显。在试验的最高转速14 000 r/min下，开发轴承比常规轴承降低约80%的摩擦力矩。

轻载必要条件下，在轴套矛盾转矩中润滑剂脂的搅拌器的空气阻力及截取视频的空气阻力调低所占的比例表大。居于采用新架构坚持架，随着大幅度缩减润滑油脂的打料阻碍及分割阻碍，联轴器静摩擦力转矩缩减感觉明显的。

由图10可知，随着载荷的增加，常规轴承、的开放联轴器的热胀冷缩动载荷延长。而且跟随着动载荷的延长，的开放联轴器比常規联轴器的热胀冷缩动载荷延长少，若果在过载先决条件下也可以看出在疲劳试验的其他转数区，的开放联轴器有着热胀冷缩动载荷减少的的效果。的开放联轴器比常規联轴器的热胀冷缩动载荷减少约20%~40%。载重必备条件下，在带来撞击转矩的要素中，除增加架范围内，精密黏滞摩阻和差动旋转等要素的引响大，故可推定相信轻载必备条件，因增加架消减撞击转矩的比例表变小，但仍刷快清晰实际效果。在还容忍径向及支承反力要求下，是主要是因为其它球与内、外侧触碰角多种，因此球在沟道上的公转弧长会发生发生改变，球流速光滑。球流速不光滑生成前瞻性受到阻碍現象，可诱因于球流速的不光滑，推压保护架-球左右的触碰位置的反力为了大𒈔的的作用，而新设备构造保护架是主要是因为能变低这些位置的润化脂搅拌设备及分割矛盾阻力，因此能变低联轴器矛盾转矩。