托辊用深沟球轴承减摩设计

摘. . 要：基于传统设计的基础，托辊用深沟球轴承低旋转阻力的需要，对轴承的钢球数量、球组节圆直径、外形尺寸等参数不进行改变，并且对旋转阻力的的影响通过分析轴承公差、沟曲率半径系数、粗糙度、填脂量，改进设计保持架结构，对合适的参进行确定。

最终分析表明实例发现，轴承旋转阻力的标准值比新设计的轴承旋转阻力增加了约有百分之三十。本篇文章主要是对托辊用深沟球轴承减摩设计进行的一些研究分析，希望在本篇文章对设计的论述中，可以对实际中托辊用深沟球轴承减摩的设计起到一定帮助，给相关应用一定的帮助和借鉴意义。

关键词：托辊用；深沟球；轴承减摩

引言

根据相关的文件书籍资料显示，托辊用深沟球轴承的阻力有了最新的相关规定。并且伴随着不断发展的轴承技术，现在对托辊用深沟球轴承选准的阻力方面有很多使用客户都有了更高的要求和标准，并且市场也在不断地进步，要求和标准也在不断的进步中，所以传统的轴承设计已经不能对现在人们和市场上的要求进行满足，因此，就要有目的的对托辊用地摩擦深沟球轴承进行设计和开发。最主要的也是为了更好的满足市场的需求和用户的需要。

1 原托辊用低摩擦深沟球轴承设计

有关传统的托辊用深沟球轴承的摩擦（如下图一所示）有十个型号，但是现在已经不能很好的适合现在市场和人们的应用，而传统的托辊用低摩擦深沟球轴承的型号分别是 6204TN/C3YA、62305TN/C3YA、6305TN/C3YA、6306TN/C3YA、6307TN/C3YA、6308TN/C3YA、6309TN/C3YA、6310TN/C3YA、6311TN/C3YA、6312TN/C3YA、6313TN/C3YA 这十种。传统的这种托辊用深沟球轴承的内外直径分别是：

内径是二十到六十五毫米，外径是四十七到

一百四十毫米，而传统的托辊用深沟球轴

承的材料是 GCr15，同样的套圈数据值也是

GCr15。关于托辊用深沟球轴承的保持架应

用的材料是尼龙材料为主的，因此我们又叫

做他是尼龙保持架，并且还有两个防尘盖是

分别带在轴承的两侧的，而对于一般而言的浪形保持架深沟球轴承的参数值是和轴承的主要参数一样的，在设计尼龙保持架方面就是依据传统的设计方法设计出来的。

2 新型轴承结构及技术参数

影响轴承旋转阻力的因素有很多种，并且在一定的工况中，直径长度约是比较小的求组节圆，相反就会使得钢球的直径长度越大，球的数量也越小，就也是会有越小的旋转阻力。而对新型的轴承结构实现优化并且减小摩擦，保持球组节圆的直径、球直径、球的数量以及轴承外形尺寸不变的情况下，主要需要考虑的有游隙、填脂量、公差精度、表面粗糙度、半径系数以及保持架的结构等几个方面的因素。

2.1 填脂量

润滑脂摩擦和密封圈摩擦是脂润滑密封轴承旋转阻力的主要方面，由于新型轴承的多重的滑动摩擦和滚动摩擦的因素，就使得轴承摩擦力受到润滑脂的影响比较大。因此，为了实现润滑脂的摩擦可以更好的减小，对优良的润滑脂要进行有效的选择，还要充分的对润滑脂的填充量进行有效地考虑到。而且在相关的条文规定关于轴承的有效空间的百分之二十五到百分之四十就是密封球轴承填脂量，轴承填脂量主要是根据轴承的综合性能进行考虑的，但是目前来说轴承减摩工况是否对轴承填脂量使用还是需要进一步考量的。

而有关文章也对造成旋转阻力的 6204TN/C3YA 和 62305TN/C3YA 深沟球轴承填脂量方面的因素进行分析和做了相应的试验，通过分析试验了解到：伴随着填脂量的增大旋转阻力进行了增大，接着就慢慢的减小，然后再呈现缓慢上升的状态， 这时候轴承的填脂数量基本上是在百分之二十到四十之间，形成的旋转阻力就比较小了。

但也有相应的文献内容通过国外的一些样本规定了密封球轴承填脂量的多少，分析了解到在达到百分之三十的时候或者是三十以上的填脂量时，轴承的旋转阻力比较小，也会使得新型轴承的使用寿命最长。因此，通过以上叙述可以看出来：该新型轴承填脂量能够在百分之三十到百分之四十是最为合适的。

2.2 轴承内部结构参数

2.2.1 沟曲率半径系数

为了有效的分析出造成旋转阻力影响的因素（沟曲率），可以设计沟曲率的内外半径系数分别为 0.525 半径系数的外沟曲率和 0.515半径系数的外沟曲率，型号为 6308TN/C3YA 的深沟球轴承，并且可以分别用十套进行试验。根据有关研究结果表明，对试验的轴承旋转阻力中的第二批中没有明显的阻力变化，这就可以了解到轴承旋转阻力的影响因素就不是套圈沟曲率的半径系数，另外关于沟曲率半径系数可参照着原来的设计方法。

2.2.2 公差和表面粗糙度

也有另外的文献可以了解到：现在对于轴承的表面粗糙度和公差的标准和要求越来越高，相应的就会使得轴承的旋转阻力越来越小。

相应的，轴承的精度和公差值越高，其相应的加工成本就会越高，因此根据现在实际表面粗糙度和实际的公差数据进行了有以下几个方面的规定：表面的粗糙度 P5，旋转精度是 P5，轴承的外形尺寸精度也是 P5。

2.2.3 游隙

而关于轴承的游隙数值，其主要表现为有越大的游隙数值就会有越小的旋转阻力。JB/T8722—2010 对新型轴承的规定游隙是 C3组，并且经过研究分析可以得知，在 C4 组的前半段可以适当对游隙数值进行放宽。并且要使得轴承的表面粗糙度、轴承公差、轴承沟曲率对游隙造成的旋转阻力的影响要小，然后对游隙的范围就根据实际工程的情况来确定。

2.2.4 钢球

关于轴承钢球的精度是属于大于 JB/T8722—2010 的 G40 级的。

2.3 保持架结构

对于新型的轴承在设计方面依然是采用尼龙材料做保持架（如下图二所示），但是原结构的厚度就相应的比总厚度 H 增大了大概有百分之八十，其中原结构厚度也比兜孔的部分厚度增大了大于有百分之三十。此外，原结构大小又要比新型保持架的内外径要大，由于钢球中心线和保持架的中心线并不是处在同一个水平面上的，因此就使得内圈和新型保持架更加符合。而新型的保持架则具有这几个方面的特征：第一个方面就是原结构的大小比总的质量要增大有约百分之二十，相应的也就造成保持较矮的转动惯量减小了。第二个方面就是，由于钢球和兜孔的接触面比较小，因此就使得钢球的滑动摩擦力在一定的程度上进行减小了。第三个方面就是，如果要有效的使润滑剂的粘滞阻力进行减小，就要促使保持架更加轻薄。

结束语

本篇文章是针对托辊用深沟球轴承减摩设计进行的论述，先是对原托辊用低摩擦深沟球轴承设计进行了论述，分别对原有的轴承型号以及特征进行论述，接着新型轴承结构及技术参数进行相应的论述，分别就轴承的填脂量、内部结构一些参数、保持架结构设计分析。本片文章有结构和参数的分析，在很多方面也是根据实际的轴承应用情况提出的一些研究，并且根据笔者多年的经验有效的提出的，希望本篇文章在研究和论述方面可以给相应的人员一定的帮助和指导借鉴意义。如果有一些不恰当的地方，也希望有关专业人员批评指出。

参考文献：

［1］陈益军 . 动静压轴承间隙节流设计与分析 [J]. 精密制造与自动化 ,2020(04):25-27.

［2］吕皓天 , 杨亮 , 陈浩 , 崔一南 , 付悍巍 , 张弛 . 轴承钢的长寿命化设计 [J]. 中国冶金 ,2020,30(11):16-22.