與旋轉反向的蠕動

Soda描述了2種與軸承旋轉方向相反的套圈蠕動機理。2種機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，當旋轉載荷作用到軸承上，由于施載方向發生變化，套圈相對于配合的軸承座表面發生相對運動。如果配合面與套圈的間隙是c，那么軸承每旋轉一周，套圈的延滯就是πc，于是引起與軸承旋轉方向相反的蠕動。

圖1 間隙引起的蠕動

產生蠕動的另一種機理是彈性變形和無間隙時套圈的滑移。Imai用試驗證明了這種機理的存在，而Soda則通過示例形象解釋了蠕動現象，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，橡膠帶因為茶葉筒的載荷產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，由此得出一個方向上運動不能產生蠕動。然而當茶葉筒轉動，之前滑動產生的變形仍在保持，引起不對稱，因為一個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 橡膠帶滑動產生的蠕動

與旋轉同向的蠕動

Ten等人解釋說“使外圈在圓周方向旋轉的力由滾動體每次經過時產生的應變引起，其推動外圈一點點向前移動，最終產生蠕動。”其原理如圖3所示。該機理解釋了蠕動發生是累積的應變在圓周上向前移動，正好印證了Soda的解釋，可以被認為是實際現象的反映。

圖3 應變引起的蠕動

行波型蠕動

Tsuyoshi假設在套圈表面產生行波，行波移動套圈并產生蠕動。為了更好的解釋該機理。其采用超聲波電動機的傳遞機理進行介紹。在盤式超聲波電動機中，行波由壓電元件在彈性體表面激發，這將在轉子上產生橢圓運動，運動方向與彈力體表面行波的方向相反。超聲波電動機的傳遞機理如圖4所示。

圖4 超聲波電動機機理

根據Sakajiri等人的觀點，當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會立即被擠壓，這時行波在軸承上產生。表面波動會由于載荷的不同達幾微米。當軸承旋轉時，滾動體同時移動，這些表面波變為行波。

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

圖5 軸承套圈的行波型蠕動

套圈表面上產生的行波在整個加載區域的圓周內和徑向方向上表現為類似蠕動運動，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運動。套圈被這種機理傳遞的現象稱為行波型蠕動。

參考文獻：

[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