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冲击工况下高速圆锥滚子轴承保持架动力学分析呙如兵１，时大方２，张晶１，杨帆１，张弘毅３（１．中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏 常州 ２１３０１１；２．浙江天马轴承集团有限公司，浙江 湖州 ３１３２１９；３．洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 ４７１０３９）摘要：基于圆锥滚子轴承零件受力模型及润滑理论建立适用于冲击工况的轴承保持架动力学模型，在此基础上，考虑联合载荷和冲击载荷的作用，基于ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ分析了兜孔间隙和引导间隙对保持架动态特性的影响。
结果表明：冲击载荷将使保持架涡动半径增大，质心运动不稳定，保持架应力增大；随兜孔间隙增大，保持架质心运动轨迹的涡动半径增大，保持架应力减小；随引导间隙增大，保持架质心运动轨迹的涡动半径减小，保持架应力增大。
关键词：滚动轴承；圆锥滚子轴承；保持架；动力学模型；有限元分析中图分类号：ＴＨ１３３．３３＋２；Ｏ３１３ 文献标志码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１９５３３／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－３７６２．２０２１．０６．００２ＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＨｉｇｈ－ＳｐｅｅｄＴａｐｅｒｅｄＲｏｌｌｅｒＢｅａｒｉｎｇＣａｇｅＵｎｄｅｒＩｍｐａｃｔＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＧＵＯＲｕｂｉｎｇ１，ＳＨＩＤａｆａｎｇ２，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇ１，ＹＡＮＧＦａｎ１，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｙｉ３（１．ＣＲＲＣＱｉｓｈｕｙａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３０１１，Ｃｈｉｎａ；２．ＺｈｅｊｉａｎｇＴｉａｎｍａＢｅａｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕｚｈｏｕ３１３２１９，Ｃｈｉｎａ；３．ＬｕｏｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｆｏｒｃｅｍｏｄｅｌｏｆｔａｐｅｒｅｄｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｐａｒｔｓａｎｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ａｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｇｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｉｍｐａｃｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｌｏａｄａｎｄｉｍｐａｃｔｌｏａｄａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｏｃｋｅｔｃｌｅａｒａｎｃｅａｎｄｇｕｉｄｉｎｇｃｌｅａｒａｎｃｅｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃａｇｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎＡＮ ＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｌｏａｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｖｏｒｔｅｘｒａｄｉｕｓｏｆｃａｇｅ，ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｍａｓｓｍｏｔｉｏｎｉｓｕｎｓｔａｂｌｅ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｃａｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ；ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｏｃｋｅｔｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｔｈｅｖｏｒｔｅｘｒａｄｉｕｓｏｆｃａｇｅｃｅｎｔｅｒｏｆｍａｓｓｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｃａｇｅｄｅｃｒｅａｓｅｓ；ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｇｕｉｄｉｎｇｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｔｈｅｖｏｒｔｅｘｒａ ｄｉｕｓｏｆｃａｇｅｃｅｎｔｅｒｏｆｍａｓｓｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｃａｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ｔａｐｅｒｅｄｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇ；ｃａｇｅ；ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ；ＦＥＡ 轨道交通车辆齿轮箱轴承是列车运行的重要部件，其工作状态将直接影响车辆的安全运转。
6-3056204У轴承保持架断裂故障分析作者：陈群刘长成来源：《航空维修与工程》2021年第02期摘要：6-3056204У（E3056204）轴承使用中出现保持架严重磨损断裂故障，本文针对该故障进行分析，认为是因轴承结构设计缺陷所致，进而提出改进措施。
关键词：轴承；磨损；断裂Keywords：bearing；wear；breaking1 基本情况1.1 轴承情况6-3056204У（国产件牌号E3056204）轴承由俄罗斯萨马拉轴承厂制造，结构为双列角接触球轴承，内径20mm、外径47mm、宽20.6mm，有两列共24颗钢球，两个S型低碳钢冲压保持架，一端面内外环挡边有装钢球的工艺缺口，内环的2个滚道之间有10mm宽的槽，如图1所示。
该轴承在使用过程中出现保持架磨损断裂故障（见图2）。
1.2 轴承工况某型直升机尾桨毂短轴装用3套俄制6-3056204У轴承，寿命为1000小时，轴承内环相对于外环做最大转角30°的不定期往复摆动，轴承整体随尾桨毂做1120r/min旋转。
安装位置如图3所示。
1.3 尾桨毂轴承型号变更以及国产化情况由于使用中尾桨毂轴承出现的保持架磨损断裂故障率较高，因此俄罗斯修理厂对该轴承进行了不断的改进。
1973年由3056204低精度轴承变更为高精度6-3056204轴承，提高了轴承的旋转灵活性能；1985年由6-3056204变更为6-3056204У，通过改变轴承滚道曲率等轴承内部结构参数来降低故障率。
因从俄罗斯采购6-3056204У轴承的周期太长，中国直升机设计所于2006年5月研制完成了该轴承国产化E3056204轴承的替代论证工作。
2 对轴承的检测分析2.1 保持架材质及兜孔磨痕对故障轴承保持架材质进行理化分析，符合俄罗斯08КП牌号，与国内08F相似。
在20倍放大显微镜下观察保持架兜孔，兜孔底部磨损较严重，磨损纹路与保持架的轴向一致（见图4）。
2.2 硬度检测实测硬度：外圈HRC63.0；内圈HRC62.5；钢球HRC62.8。
……………有限公司标准冲压保持架技术条件1. 使用范围本标准规定了调心滚子轴承用冲压保持架的材料、公差、表面处理、外观质量等技术要求及检验规则、标志、包装与贮存。
本标准适用于调心滚子轴承用冲压保持架的生产、检验和验收。
2. 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 699-1999优质碳素结构钢GB/T 708-2006冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 709-2006热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 711-2008优质碳素结构钢热轧厚钢板和钢带GB/T 1591-2008低合金高强度结构钢GB/T 2040-2008铜及铜合金板材GB/T 2059 一2008铜及铜合金带材GB/T 2828.1-2003计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T 3077-1999合金结构钢GB/T 3078-2008优质结构钢冷拉钢材GB/T 3274一2007碳素结构钢和低合金结构钢，热轧厚钢板和钢带GB/T 3280-2007不锈钢冷轧钢板和铜带GB/T 4171-2008耐候结构钢GB/T 5213-2008冷轧低碳钢板及钢带GB/T 6478-2001冷镦和冷挤压用钢GB/T 8597-2003滚动轴承防锈包装GB/T 13237-1991优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带GB/T 20056-2006滚动轴承向心滚针和保持架组件尺寸和公差JB/T 7363-2002滚动铀承零件碳氮共渗热处理技术条件3. 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1 外径变动量 V Dc与保持架端面的切平面平行的平面内，最大外径与最小外径之差V Dc = D cmax– D cmin3.2 小端单一外径偏差△Dcls小端单一外径与小端公称外径之差。
推力球轴承摩擦力矩特性研究邓四二;贾永川【摘要】基于滚动轴承动力学理论,建立了推力球轴承动力学分析模型以及摩擦力矩数学模型,仿真分析了不同结构参数、工况参数对摩擦力矩特性的影响规律,并进行了对比验证.研究结果表明:自旋滑动产生的摩擦力矩约为推力球轴承总摩擦力矩的70％;从推力球轴承的设计角度,在保证保持架稳定性的前提下,可以适当增加钢球数和增大保持架兜孔间隙来减小轴承摩擦力矩,但钢球数对摩擦力矩的影响更为明显,且对轴承结构影响最小,应优先考虑;随着轴(座)圈沟曲率半径系数的增大,轴承摩擦力矩呈现指数形式减小,当轴(座)圈沟曲率半径系数达到0.56以后,轴(座)圈沟曲率半径系数的增大对轴承摩擦力矩影响很小,但考虑到推力球轴承的承载能力,轴(座)圈沟曲率半径系数应在0.56～0.58之间选取较为合适;从推力球轴承的使用角度,倾覆力矩、外载荷冲击量和轴承转速会对轴承的摩擦力矩产生显著影响,且外载荷冲击量的影响程度最大.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】9页(P1615-1623)【关键词】机械学;推力球轴承;动力学分析模型;摩擦力矩【作者】邓四二;贾永川【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;浙江兆丰机电股份有限公司,浙江杭州311232;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH133.33+1推力球轴承广泛应用于轮式装甲车减速器中，对车辆的安全性及平稳性影响较大，在此应用下使用的推力球轴承，对摩擦力矩的要求相对较高。
滚动轴承摩擦力矩特性的研究起步较晚，始于20世纪50年代，Palmgren［1］运用试验的方法得到了轴承内部润滑剂和机械摩擦引起的摩擦力矩，并将所得的试验数据按轴承类型进行汇编处理，拟合出了滚动轴承摩擦力矩回归计算公式。
文献［2-4］、角田和雄［5-6］运用拟静力学的分析方法，系统分析了滚动轴承弹性滞后引起的摩擦力矩、滑动引起的摩擦力矩、流体动压引起的摩擦力矩以及球自旋引起的摩擦力矩，并试验验证了所得的理论计算公式。
角接触球轴承安装过程中会遇到哪些问题？在装配角接触球轴承时，一般都要进行预加载荷，这样角接触球轴承安装后原始的游隙就会消除，那么就是说角接触球轴承的接触角与精度有着非常重要的作用。
因此在安装角接触球轴承时，要保证接触角合格的同时也必须保证角接触球轴承实际宽度符合规定。
下面我们众悦轴承(LYZYZC)分析一下，角接触球轴承常见的质量问题以及原因。
1.旋转精度差，是由于在角接触球轴承成品的检验中超过了技术规定的范围。
2.外径尺寸差别大的原因，组装角接触球轴承时温度过高，发生了变形或者加热的温度不够，没有使得角接触球轴承足够的胀量，再就是由于工作人员的强行装入，而导致的变形。
3.角接触球轴承的噪音震动较大，这是由于内外两边的滚道表面有伤以及表面粗糙度、圆度等不合格;装入钢球时，锁口处压伤，造成的噪音;保持架兜孔内有毛刺或者异物;径向游隙过大;油槽中油质的不良，有污染物留在外圈轨道中，以及清洗的不干净，而产生的噪音。
4.旋转的灵活度性不好，这一点的主要原因是由于保持架兜孔直径小，造成与钢球间无足够的间隙;保持架兜孔间的表面粗糙，摩擦阻力较大;表面存在异物或者有毛刺等;径向游隙较小;钢球混装，其中有较大的钢球;保持架内径表面和内圈外径表面间隙小，影响角接触球轴承灵活性，摩擦大。
5.掉球或掉套的主要原因由于锁口尺寸的影响，锁口量太小挡不住钢球或内组件。
6.保持架靠套是由于角接触球轴承保持架兜孔尺寸或保持架与内圈间隙过大，保持架的窜动量大，导致角接触球轴承接触外圈挡边而发生的靠套现象。
7.角接触球轴承的保持架宽度超出轴承的宽度是由于保持架宽度尺寸超差或兜孔尺寸超差、中心位置偏移过大。
不管是什么样的原因造成角接触球轴承出现这些原因，都要及时的进行处理。
掌握出现事故的原因，才能够真正理解角接触球轴承装配要求。
保持架间隙对角接触球轴承保持架磨损的影响研究温保岗;韩清凯;乔留春;周献文【摘要】保持架间隙是滚动轴承重要的结构参数之一,直接影响着保持架受力和运动,进一步影响保持架的磨损甚至轴承的寿命.在分析轴承保持架间隙与受力关系的基础上,定性分析间隙对保持架磨损的影响;在搭建滚动轴承试验器上开展了保持架间隙对角接触球轴承保持架磨损影响的试验研究;在相同试验条件下对采用不同引导间隙和兜孔间隙保持架的被试轴承进行试验,分析了保持架和钢球表面形貌磨损特征,对比不同保持架间隙(引导间隙、兜孔间隙)条件下保持架与钢球的磨损程度,获得保持架间隙对角接触球轴承保持架磨损的影响规律.试验结果表明,保持架间隙明显影响着保持架兜孔、引导面的磨损,增加引导间隙及兜孔间隙可以降低保持架引导面的磨损;研究成果为保持架间隙的设计与优化提供了理论参考和试验依据.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)023【总页数】6页(P9-14)【关键词】角接触球轴承;保持架;引导间隙;兜孔间隙;冲击;磨损【作者】温保岗;韩清凯;乔留春;周献文【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;辽宁重大装备制造协同创新中心,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;辽宁重大装备制造协同创新中心,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;辽宁重大装备制造协同创新中心,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;辽宁重大装备制造协同创新中心,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TH133.3滚动轴承广泛应用于航空发动机、精密机床、精密仪器等重大装备，其性能与寿命直接影响装备性能、可靠性和安全性。
而滚动轴承保持架间隙直接影响其润滑、油膜[1-2]、生热[3]、噪声[4]以及保持架运动及稳定性[5]，是滚动轴承设计和动力学分析中需要考虑的关键结构参数之一。
轴承间隙标准
轴承间隙是指轴承内外圈之间的空隙，它对轴承的运行性能和寿命有着重要的
影响。
轴承在工作时，需要在一定的间隙范围内运转，以保证其正常的工作状态。
过大或过小的轴承间隙都会对轴承的运行产生不利影响，因此，轴承间隙的标准非常重要。
首先，轴承间隙标准是根据轴承的类型和使用条件来确定的。
不同类型的轴承，其间隙标准也会有所不同。
通常情况下，轴承的间隙标准是在制造轴承时就确定好的，用户在使用时需要按照标准要求进行安装和使用。
如果轴承的间隙不符合标准，就会导致轴承在工作时产生异常，严重的话还会造成轴承的损坏。
其次，轴承间隙标准的确定还需要考虑到轴承的使用条件。
例如，在高速运转
的轴承中，需要较小的间隙来减小惯性力和摩擦阻力，以提高轴承的运行精度和稳定性；而在低速运转的轴承中，可以适当增大间隙，以提高轴承的承载能力和抗冲击能力。
因此，在确定轴承间隙标准时，需要考虑到轴承的使用条件，以保证轴承能够在不同的工况下正常运行。
最后，轴承间隙标准的重要性不言而喻。
符合标准的轴承间隙可以保证轴承在
工作时具有良好的运行性能和寿命，同时也可以减少轴承的故障率和维修次数，降低设备的维护成本。
因此，用户在选择和安装轴承时，需要严格按照轴承间隙标准来进行操作，以保证设备的正常运行和使用寿命。
综上所述，轴承间隙标准是根据轴承类型和使用条件来确定的，它对轴承的运
行性能和寿命有着重要的影响。
在选择和安装轴承时，用户需要严格按照标准要求进行操作，以保证设备的正常运行和使用寿命。
只有这样，才能充分发挥轴承的作用，确保设备的安全运行和生产效率。
保持架兜孔形状对高速角接触球轴承保持架动态性能的影响分
析
陈世金;邹冬良;王亚坤;蔡东明
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2024(43)7
【摘要】分别建立了方柱形、圆柱形和球形兜孔保持架的角接触球轴承动力学数
值仿真模型,试验结果验证了模型的准确性。
对三种不同兜孔形状的保持架在不同
间隙比下进行了分析,结果表明:球形兜孔保持架运动稳定性显著优于方柱形和圆柱
形兜孔保持架,而在间隙比小于1时,圆柱形兜孔保持架运动稳定性优于方形保持架,反之则方柱形保持架更稳定;球形兜孔保持架的运动由球引导,方柱形和圆柱形兜孔
保持架则由套圈引导;随着间隙比的增大,保持架的轴向摆动范围逐渐增大,且方柱形、圆柱形和球形兜孔保持架的轴向摆动范围依次减小;保持架的磨损率与其运动稳定
性呈负相关,且球形兜孔保持架的磨损率高于其他两种保持架。
【总页数】13页(P102-114)
【作者】陈世金;邹冬良;王亚坤;蔡东明
【作者单位】五冶集团上海有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33
【相关文献】
1.椭圆兜孔对高速球轴承保持架动态性能的影响分析
2.角接触球轴承保持架兜孔形状对其稳定性的影响
3.保持架兜孔形状对高速球轴承动态摩擦力矩的影响
4.双保持架推力球轴承保持架兜孔锥角的测量
5.球轴承窗式保持架兜孔与滚珠间润滑性能
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轴承保持架兜孔间隙
是指轴承内部保持架和兜孔之间的间隙，它对于轴承的运转和寿命有着很大的影响。
在使用轴承的过程中，的大小必须保持在规定的范围内，否则会影响轴承的精度、承载能力和耐久性。
一、轴承保持架的作用
轴承保持架是轴承中的一个重要部件，它主要用于固定滚动体和保持滚子的相对位置，同时还可以保护轴承内部的滚动体和其他重要部件，使得轴承能够平稳地运转。
二、兜孔的作用
兜孔是一种加工工艺，用于在轴承内部挖出一个或多个孔，在孔内放置保持架，固定滚子的位置，使得轴承能够承载更大的负荷。
三、的影响
1、轴承精度
过大或过小都会影响轴承的精度。
如果间隙过大，轴承的精度会降低，导致轴承的运转不稳定，并且轴承的承载能力也会受到影响。
如果间隙过小，则会影响轴承的运转和寿命。
2、轴承承载能力
过大会影响轴承的承载能力。
当轴承受到负荷时，轴承内部的保持架会挤压滚动体，使得滚子之间的间隙变小，从而能够承受更大的负荷。
如果间隙过大，保持架就不能很好地固定滚子，导致轴承承载能力下降。
3、轴承耐久性
过大或过小都会影响轴承的耐久性。
当轴承内部的保持架兜孔间隙过大时，轴承搬运的滚子容易从保持架中滑出来，导致轴承失效。
如果间隙过小，则会使得轴承内部的滚子间隙变小，轴承的运转变得更加困难，导致轴承密封处磨损加剧。
四、如何确定大小
根据轴承类型和使用条件，可以通过以下几种方法来确定：
1、规范和标准
对于不同类型的轴承，都有相应的规范和标准规定了的大小，使用时应该按照规范和标准要求进行。
2、实验测定
可以通过实验测定的方式来确定轴承的保持架兜孔间隙大小，这需要特殊的设备和工具才能完成，对于一些特殊使用条件下的轴承来说，这是一种比较有效的确定方法。
3、工厂设置
一些高精度轴承在出厂前会根据使用条件设置好保持架兜孔间隙的大小，用户在使用时应该尽量保持轴承的原始状态。
五、总结
是轴承内部最重要的一个参数之一，在选择和使用轴承时应该充分考虑它的重要性，并且根据具体使用条件来确定合适的间隙大小，从而保证轴承的精度、承载能力和耐久性。
