與旋轉(zhuǎn)反向的蠕動

Soda描述了2種與軸承旋轉(zhuǎn)方向相反的套圈蠕動機(jī)理。2種機(jī)理中比較好理解的蠕動由軸承套圈與相配合的軸或軸承座存在的間隙(圖1)引起，也就是說，當(dāng)旋轉(zhuǎn)載荷作用到軸承上，由于施載方向發(fā)生變化，套圈相對于配合的軸承座表面發(fā)生相對運(yùn)動。如果配合面與套圈的間隙是c，那么軸承每旋轉(zhuǎn)一周，套圈的延滯就是πc，于是引起與軸承旋轉(zhuǎn)方向相反的蠕動。

圖1 間隙引起的蠕動

產(chǎn)生蠕動的另一種機(jī)理是彈性變形和無間隙時(shí)套圈的滑移。Imai用試驗(yàn)證明了這種機(jī)理的存在，而Soda則通過示例形象解釋了蠕動現(xiàn)象，如圖2所示。茶葉筒上套有橡膠帶，橡膠帶和茶葉筒之間在加載位置處的微小滑動隨著茶葉筒滾動而向前累積移動。開始時(shí)，橡膠帶因?yàn)椴枞~筒的載荷產(chǎn)生變形并在圓周方向上伸長。變形均勻且滑動在左右兩端也一致，由此得出一個(gè)方向上運(yùn)動不能產(chǎn)生蠕動。然而當(dāng)茶葉筒轉(zhuǎn)動，之前滑動產(chǎn)生的變形仍在保持，引起不對稱，因?yàn)橐粋€(gè)方向滑動增加引起蠕動，蠕動方向與茶葉筒的滾動方向相反。

圖2 橡膠帶滑動產(chǎn)生的蠕動

與旋轉(zhuǎn)同向的蠕動

Ten等人解釋說“使外圈在圓周方向旋轉(zhuǎn)的力由滾動體每次經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變引起，其推動外圈一點(diǎn)點(diǎn)向前移動，最終產(chǎn)生蠕動。”其原理如圖3所示。該機(jī)理解釋了蠕動發(fā)生是累積的應(yīng)變在圓周上向前移動，正好印證了Soda的解釋，可以被認(rèn)為是實(shí)際現(xiàn)象的反映。

圖3 應(yīng)變引起的蠕動

行波型蠕動

Tsuyoshi假設(shè)在套圈表面產(chǎn)生行波，行波移動套圈并產(chǎn)生蠕動。為了更好的解釋該機(jī)理。其采用超聲波電動機(jī)的傳遞機(jī)理進(jìn)行介紹。在盤式超聲波電動機(jī)中，行波由壓電元件在彈性體表面激發(fā)，這將在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生橢圓運(yùn)動，運(yùn)動方向與彈力體表面行波的方向相反。超聲波電動機(jī)的傳遞機(jī)理如圖4所示。

圖4 超聲波電動機(jī)機(jī)理

根據(jù)Sakajiri等人的觀點(diǎn)，當(dāng)來自滾動體的載荷作用在套圈表面上，滾動體和套圈接觸點(diǎn)會立即被擠壓，這時(shí)行波在軸承上產(chǎn)生。表面波動會由于載荷的不同達(dá)幾微米。當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動體同時(shí)移動，這些表面波變?yōu)樾胁ā?/p>

如圖5所示，套圈本身產(chǎn)生行波，這會導(dǎo)致套圈蠕動。按照蠕動方向，與滾動體行進(jìn)方向相反的方向套圈作用在軸承座。然而，由于軸承座固定，導(dǎo)致套圈被推回沿著與滾動體相同的方向行進(jìn)，即與軸承旋轉(zhuǎn)相同的方向轉(zhuǎn)動。

圖5 軸承套圈的行波型蠕動

套圈表面上產(chǎn)生的行波在整個(gè)加載區(qū)域的圓周內(nèi)和徑向方向上表現(xiàn)為類似蠕動運(yùn)動，其特征是與位于滾動體正下方的配合表面處的行波相反方向作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。套圈被這種機(jī)理傳遞的現(xiàn)象稱為行波型蠕動。

參考文獻(xiàn)：

[1]Soda: Bearings, Iwanami Shoten (1964), 196.

[2]Imai: Lubrication, 4 (1959) 307.

[3]Ten, Sakajiri, T akemura, Yukawa: NSK Technical Journal No. 680 (2006) 13.

[4]Sakajiri, Takemura: Proceeding of Japan Tribology Conference (2003-5) 103.

[5]Tsuyoshi NIWA.A Creep Mechanism of Rolling Bearings.2017.

來源：軸承雜志社