一（yī）、滾動軸承滾子概述

　　滾子是滾動軸承中的滾動體，理論上它與滾道的接觸是線接觸，所以滾子可承（chéng）受較大的負荷。軸承工作時，滾（gǔn）子的主要運動是本身（shēn）的自轉和繞滾道的公轉。實際使用和試驗均表明滾子是滾（gǔn）動軸承中Z薄弱的零件，滾子的設計水平對滾動軸承的工作性能（如（rú）旋轉精（jīng）度、振（zhèn）動、噪（zào）聲和（hé）靈活性等）有很大的影響。

　　在（zài）目前鐵路貨車滾動軸承中，應用較多的（de）是凸度滾子軸承，因為凸度滾子較好地解決了滾子在軸承運轉中的應力分布，延緩（huǎn）滾（gǔn）子（zǐ）邊緣疲勞失效，使軸承的使用壽命在同等（děng）的條件下（xià）比直母線滾子提高1-2倍。因（yīn）此，正確設計的滾動體表麵形狀是保證軸承質量的（de）重要工作之一。
　　二、滾子具有（yǒu）凸度形狀的機理

　　滾子（zǐ）的疲（pí）勞剝（bāo）落都是從兩（liǎng）端邊緣開始的，這是（shì）由於工作時滾子（zǐ）的邊緣處有應力集中現象所致。滾子在（zài）邊緣上產生的接觸應力集中主要（yào）是由於以下兩個原因引起的。一個是（shì）由於工作中（zhōng），滾（gǔn）子承受載荷在兩邊緣（yuán）處，接觸應（yīng）力（lì）很大，變形也（yě）很大，而且變化十分懸殊，這就（jiù）是所謂的邊（biān）緣效應。如下圖所示。

　　在這種（zhǒng）情況下，邊緣處Z大應力σmax1和σmax2要比（bǐ）滾子中部應力大好幾倍，邊緣效應範圍為L1和L2，計算表明L1和L2約為滾子母線總長度的0.07-0.16倍。另一個是由於多種因素的影響，造成套圈偏（piān）斜，一般偏斜時的應力要比（bǐ）計算（suàn）的（de）大1-2倍，但滾子邊緣應力集中的主要原因，還是邊緣效應的作用（yòng）.對（duì）邊緣效（xiào）應可以做一（yī）直（zhí）觀解釋，如下圖所示。

 　　受（shòu）擠壓後滾子下麵的滾道材料受壓（yā）變形，滾子以外的滾（gǔn）道材料無受壓變形，使位於滾子兩端的滾道材料處於拉伸狀態，增（zēng）加（jiā）了抵抗壓縮變（biàn）形的能（néng）力，壓縮變形較小。因此（cǐ），當滾子和套圈之間產生趨近量時，滾子兩端變形量必（bì）然要大些，這就可以理解為邊緣應力集中。

　　應力集中將嚴重影響滾動（dòng）軸承的承載能力和疲勞壽命。降低以至（zhì）消除這種應力集中的有效途（tú）徑是改變滾子的母線形狀，把滾（gǔn）子兩邊處直徑減小一些，采用帶凸度的滾子。

 　　上圖為凸度圓錐滾子的接觸受力情況，可以看出，滾子邊（biān）緣受力情況得到了很好的改善，將（jiāng）這種凸度滾子裝入軸承（chéng）中可提高軸承壽命1-2倍。

　　三、國外鐵道車輛專用滾動（dòng）軸承的滾（gǔn）子凸度研究的發展（zhǎn）概況

　　20世紀50年代末，美國和歐洲（zhōu）發達國家通（tōng）過大量試驗和理論分（fèn）析，證明軸承滾（gǔn）子表麵帶有（yǒu）凸度，能較好的解決滾子在（zài）運轉中的（de）應（yīng）力分布，延緩滾子（zǐ）邊緣疲勞失效（xiào），使軸承的使用壽命在同等工作條件（jiàn）下，比直母線滾子提高1-2倍。

　　20世紀70年代中期，瑞典SKF公司、德國（guó）、英國、法國、日本等國家已有成熟的整套技術，生產的圓柱滾子、圓錐（zhuī）滾子、滾針已經全部實現凸度化。

 　　四、我國鐵路貨車滾動軸承的（de）滾子凸度研究的發展概況

　　我國鐵路部門、科研（yán）所才對國產鐵路貨車專用滾（gǔn）動軸承的圓錐滾（gǔn）子表麵雙曲線（xiàn）凸（tū）度進行了技術研究（jiū），1999年原鐵（tiě）道部運輸局下發文件，批準（zhǔn）了四方車輛研究所設計的“352226X2-2RZ型鐵（tiě）路貨車（chē）滾動軸（zhóu）承產品設計圖樣”，該型軸（zhóu）承滾子每列為20粒（lì），比197726型滾動軸承少1粒，滾子母線采用對（duì）數曲線（xiàn），內圈滾（gǔn）道采取凸度設計，內圈大擋邊采用斜擋邊，密封結構采用橡膠迷宮式密封；2001年（nián），瓦房店軸承集團有限公司、洛（luò）陽軸承（集團）公司（sī）、西北軸承（集團）有限公司（sī）、上（shàng）海聯合滾動軸承有限公司、成都軸承（chéng）集團有限公司等5個軸承廠試生產；2002年停止生產原（yuán）197726型滾動（dòng）軸承。

（來源：鐵道車輛資（zī）源平台（tái））