摘　要：通過對使用中將軸承外環橢圓化的方法研（yán）究，確（què）定了軸承配合和裝配遊隙參數，以達（dá）到發動（dòng）機在所有使用狀態（tài）下滾棒與軸承環固定接（jiē）觸，進（jìn）而排除低負載工況下軸間軸承滾棒滑動故障（zhàng）。
　　關鍵詞：軸間軸承；軸（zhóu）承配合；裝配遊隙；低負載；離心力（lì）；軸承環橢圓化
　　1　概述
　　安裝在發動機上（shàng）的軸（zhóu）間軸承，在工作過程中經常出（chū）現負載不足滾棒滑動的情況。此外，使用（yòng）過程中的外環轉動時由於離心力作用和滾（gǔn）棒相對於環的壓力作（zuò）用下，軸承（chéng）間隙增加，軸承工作條件變得惡化（huà）。當發（fā）動機工作狀態變化或飛機過載或機動飛行時，軸承負載會進一步增加。在滾動體與軸承（chéng）兩個環接觸時，滾棒（bàng）開始以等於轉子總量一半頻率的轉速轉動（dòng），滾棒轉速應降低，此（cǐ）時保持架開始拖動滾棒，並在滾棒懸空時與滾棒一起（qǐ）得到很（hěn）大的速度，進而產生超出（chū）規定（dìng）的動力負載和相對於軸承環的滾棒滑動。正是由於滾棒、環、保持架的磨損從而降低了滾棒的使用期，造成軸承失效。為此，製定了排除滾動體滑動方法並設計了新結構滾棒軸承，從而保證在（zài）使用的所有狀態下滾棒部（bù）分與環的固定接觸（chù），這樣可以避免滾棒相對於環的滑動。
　　2　排故方法研究（jiū）
　　2.1 排除低負載工況下軸承滾棒滑動方法
　　其主導思想（xiǎng）就是在使用中將外環橢圓化（huà）。橢圓化是在離心力作用（yòng）下，使（shǐ）外（wài）環圓周方向上兩處單位長度與原始狀態有所區別。該方法可以提（tí）高軸承使用期限和工作效率，特別對（duì）外環轉動或兩個環同時轉動的軸（zhóu）承有效（xiào）（例如軸間軸承），從而（ér）保證（zhèng）一定數量的滾棒與軸承環的接觸。
　　通過滾棒軸承上一個軸承環的（de）徑向相對位置設計出與（yǔ）其他部位相比具有較（jiào）大或較小質量的部位，其中，具（jù）有較小質量的部位（wèi）可以通過去除環（huán）材料來保證，具有較大質量的（de）部位（wèi）可以通過向環上添（tiān）加配重來保證（zhèng），在製造（zào）環時實現。
　　該方法（fǎ）應用在某發動機樣機（jī）上的軸間軸承上，並模擬工作條件進行了試驗。在尺寸為95×130×18mm滾棒軸承外環上采用電（diàn）腐蝕方法（fǎ）在兩（liǎng）個徑向部位上的相對端麵處（chù）製造兩個槽。每個槽尺寸為6.1×4.2×2.2mm。每個槽質量減少0.375克（kè），而在兩（liǎng）個端麵（miàn）上為0.75克（kè）。在外環轉速13300轉（zhuǎn）/分時（shí），由於環和（hé）滾棒（bàng）離心力的作用，外環開始橢圓化：與原環相比，外環去除質（zhì）量部位的直徑降低4.6微米，而在徑向相對方向上（shàng）直徑增加了98微米。
　　為（wéi）了實現環橢圓化，外環與安裝座應有充足的間（jiān）隙，使外環與安裝座在橢圓（yuán）大直徑上不接觸（chù）。軸向上應自由裝配。外環轉動時，其配合處同樣也帶相同頻率轉動，安裝座直徑增加了50微米。此時軸承環與安裝座的（de）間隙在轉子靜止時應為（wéi）50微米。
　　2.2 保證滾棒在所有使用狀態（tài）下過盈（yíng）時外環與滾棒的配合
　　為保證（zhèng）軸間軸承在所有（yǒu）轉速範（fàn）圍內的可（kě）靠性工作，必（bì）須要去（qù）除金屬或局部降低環的剛性。主要分為去除材料和在端麵方（fāng）向上固（gù）定軸承環兩種方案。在環的兩個徑向方（fāng）向上的每個（gè）端麵設有兩個槽。每個槽的尺寸為（wéi）6.05mm（徑向），6.1mm（圓周）和3mm（軸（zhóu）向（方案1））或（huò）者1.5mm（方案2）。成對的槽去除的質量為1.6克和0.75克（kè）。
　　在規定的（de）外環（huán）轉速（sù）下，在環的單位質量（liàng）降低的區域內（nèi），直徑減少，滾棒保持過盈。對於種方案，在（zài）24%轉速情況下環與（yǔ）滾棒相配合，而（ér）對於第二（èr）種方案是（shì）在外環Z大轉速48%情況（kuàng）下才能保證配合。這些頻率都低於工作頻率範圍，這樣可以預先（xiān）決定發動機各個狀（zhuàng）態（tài）使用下的滾棒過盈。
　　在（zài）環與滾棒配（pèi）合時，如果繼續增加轉（zhuǎn）速，環的離心力將增加，相對於滾棒的配合，環會在（zài）相互垂直方向上繼續拉伸（shēn）。為了確定環的Z大直徑，在（zài）環與滾棒配合（hé）及繼續（xù）增加轉（zhuǎn）速（sù）情況下，對環和滾棒的（de）接觸（chù）進行了研究（jiū）。軸承安裝遊隙在0-10微米範圍內，種方案槽的配合（hé）間隙應不小於40微米，而（ér）第（dì）二種方案為47微米。此時在外環與滾棒配合情況下，沿橢圓長軸與裝（zhuāng）配位置的第二種（zhǒng）配合不會出現，這在（zài）保證滾棒與兩個環同時接觸情（qíng）況下，確保了軸間軸承可靠性工作。
　　3　理論計算
　　外環高（gāo）速轉動（dòng）時，在離心力作用下，通過在兩個徑向（xiàng）區段上的單位長度質量（liàng）的局部變化實現均勻分布的環（無槽（cáo））徑向對稱變形和環在周向上不均勻變（biàn）形（橢圓化）。如果在這些區段向環附加兩個引向（xiàng）中心的力，並與去除質量的離心力相等。此（cǐ）外，必須要考慮在開槽處環剛性的局部變化。
　　在軸間（jiān）軸承樣件95×130×18mm上（shàng）研究了橢圓化計算方法和環配合參數的確定方法。軸承外環上的兩個徑向區段（duàn）開設兩個端（duān）麵槽6.05mm（徑向（xiàng））、6.1mm（圓周）和1.5mm（軸向）。整（zhěng）環橫截麵慣性力矩為0.226×10⁹m⁴和槽製造區域0.182×10⁹m⁴。橫截麵麵積F=0.88×10⁴m²和跑道（dào）半（bàn）徑Rк=0.0605m。單個滾棒質（zhì）量為mp=4.6×10³千（qiān）克（kè），滾棒（bàng）數（shù）量Z=28個，滾棒轉動軌跡半徑Rp=0.056m。兩個槽上去除金（jīn）屬質量為m=0.75×10³千克。安裝遊隙為10微米。
　　由此，環外形降低將與增加了徑（jìng）向遊隙（xì）的徑向均衡膨（péng）脹相（xiàng）等，當環裝配到滾棒（bàng）上時，確定圓周頻率。在環與滾棒配合時出現降低集中力的反作用（yòng），並將環橢圓化。
　　結（jié）語
　　綜上所述，采用去（qù）除材料（liào）和（hé）在端麵方（fāng）向上（shàng）固定軸承環的方法可以排除滾棒相對於小負載工況下軸承環的滑（huá）動，特別對於帶（dài）外環轉動或兩個環同時轉動（dòng）（軸間的）軸承，保證確定的滾棒數量與軸承環在所有使（shǐ）用狀態（tài）下的接觸，避免了滾棒滑動故障的發生。
　　參考文獻
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