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四点接触球轴承的设计、主要加工工艺分析及其对装配误差的影响摘要四点接触球轴承为分离型轴承，是一套可以承受双向轴向字和的角接触球轴承。
其内圈和外圈呈桃型截面，在无载荷和纯径向载荷作用时，钢球与套圈呈四点接触，在纯轴向载荷作用下，钢球与套圈为两点接触，可承受双向轴向载荷。
该种轴承还可以承受力矩载荷，兼有单列和双列交界处球轴承的功能。
此种轴承只有形成两点接触时才能保证正常工作。
但一般适用于纯轴向载荷或轴向载荷大的合成载荷下呈两点接触的场合，这种轴承极限转速高，适合高速运转场合。
四点接触球轴承的内圈(或外圈)由两个半圈精确拼配而成，而其整体外围(或内圈)的沟曲率半径较小，使钢球与内、外圈在四个“点”上接触，既加大了径向负荷能力，又能以紧凑的尺寸承受很大的两个方向的轴向负荷，并且有很好的两个方向的轴向限位能力，因为它的轴向游隙相对较小，而其接触角(一般取为35°)又较大．这种轴承的允许转速也很高，并且运转平稳，其双半圈又可从整套轴承中取下分别进行安装，这种轴承多用在发动机中，在较高的转速下承受很大的径向负荷和轴向负荷。
轴承的装配与检验对轴承的性能影响很大，所以，本文对轴承装配的一般工艺过程、轴承零件的检验方法和接触角的测量设备做了分析，并重点分析了接触角的变化对轴承性能的影响。
关键词:设计，加工, 工艺，装配, 检验Four contacts the ball bearing the design、the main processing craft analysis and to the installation error influenceABSTRACTFour contact ball bearings for the separation-bearing, is a two-way can withstand axial words and the angular contact ball bearings. Its much, this the axle bearing permission rotation rate high, and works it's n.Keywords Design , treating , handicraft , assembling , checkout目录前言 (4)第1章四点接触球轴承的设计 ...................... 错误！未定义书签。
S K F四点接触球轴承-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN四点接触球轴承四点接触球轴承（图 1）是径向单列角接触球轴承，其滚道用来支撑作用于两个方向上的轴向载荷。
对于指定轴向载荷，可支撑有限径向载荷（→?轴承配置设计、载荷比）。
这种轴承同双列轴承相比，占用轴向空间显着减少。
图 1 - 四点接触球轴承内圈为分离内圈。
这样就允许在轴承中装入较多数量的滚球，从而给予轴承较高的载荷承受能力。
轴承为分离式设计，即带滚球和保持架组件的外圈可同两个内圈半环分别安装。
SKF 探索者四点接触球轴承的双半内圈都有带凹槽的挡肩。
当和圆柱滚子轴承组配使用的时候改善了油的流动情况（图 2）。
此外，内凹的部分还可用于拆卸。
图 2 - 改善油流动情况SKF四点接触球轴承的标准供应范围包括QJ 2和QJ 3系列轴承。
保持架根据不同的设计、系列和尺寸，SKF 四点接触球轴承装有下表 1 中的一种保持架。
表 1四点接触球轴承保持架保持架类型窗式，外圈引导窗式，引导面上带润滑槽，外圈引导材料机削黄铜PEEK，玻璃纤维增强后缀MA PHAS有关保持架应用工况的更多信息，请参见保持架和保持架材料。
定位槽SKF 四点接触球轴承可在外圈配置定位槽（图?3），以防转动（型号后缀N2）。
定位槽位置互成 180°。
定位槽的尺寸和公差符合 ISO 20515:2012 标准，如表 2中所列。
图?3 - 带定位槽的四点轴承性能等级SKF 探索者轴承为应对现代机械设备越来越高的性能要求，SKF 开发了 SKF 探索者性能等级的滚动轴承。
通过优化内部几何结构和所有接触面的表面光洁度、重新设计保持架，结合极纯净和均质的钢材与独特的热处理技术，并提高钢球的质量和一致性，使SKF 探索者角接触球轴承在性能方面实现了显着改进。
这些性能提高具有如下益处：•更高的动载荷承载能力•降低对重轴向载荷的敏感度•提高耐磨性•降低噪音和振动水平•减少摩擦热量•显着延长轴承的使用寿命这种轴承通过缩小尺寸和减少润滑及能耗，降低对环境的影响。
四点接触球转盘轴承产品概述四点接触球轴承是一种分离型轴承，也可以说是一套轴承可承受双向轴向载荷的角接触球轴承。
其内外圈滚道是桃型的截面，当无载荷或是纯径向载荷作用时，钢球和套圈呈现为四点接触，这也是这个名称的由来；当只有纯轴向载荷作用时，钢球和套圈就成了两点接触，可承受双向的轴向载荷。
四点接触球轴承还可以承受力矩载荷，兼有了单列角接触球轴承和双列角接触球轴承的功能。
四点接触球轴承只有形成两点接触时才能保证正常的工作。
所以一般适用于那些纯轴向载荷或轴向载荷大的合成载荷下呈两点接触的场合，四点接触球轴承极限转速高，也适合于那些高速运转的场合。
转盘轴承是一种能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合载荷，集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身的特殊结构的大型轴承。
一般情况下，转盘轴承自身均带有安装孔、润滑油和密封装置，可以满足各种不同工况条件下工作的各类主机的不同需求；另一方面，转盘轴承本身具有结构紧凑、引导旋转方便、安装简便和维护容易等特点，被广泛用于起重运输机械、采掘机、建筑工程机械、港口机械、风力发电、医疗设备、雷达和导弹发射架等大型回转装置上。
转盘轴承根据不同的结构型式大致可分为下列几种结构类型：1、四点接触球转盘轴承2、双排四点接触球转盘轴承3、交叉圆柱滚子转盘轴承4、三排圆柱滚子组合转盘轴承转盘轴承广泛应用于起重机械、采掘机械、建筑机械、港口机械、船舶机械以及高精度的雷达机械和导弹发射架等大型回转装置上。
转盘轴承在各领域中的应用1.风力发电机偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。
每台风力发电机用一套偏航轴承和三套变桨轴承。
偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，滚道表面淬火。
偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。
风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。
摘要风电变桨轴承是风电设备中的一个关键零部件，其设计制造和使用寿命是我国风电行业实力整体提升的一个瓶颈。
本文选用某典型兆瓦级风电机组的变桨轴承——双排四点接触球转盘轴承作为研究对象，分析了该轴承的结构特点，并通过有限元分析软件ANSYS对可承受径向力，轴向力和倾覆力矩的该转盘轴承进行全尺寸建模。
本文采用接触模型建立双排四点接触球转盘轴承仿真分析的全尺寸模型。
在完成全尺寸模型的基础上，分析转盘轴承在正常服役状态下的受载情况和应力分布，并通过改变轴承所受力和弯矩，模拟转盘轴承在实际复杂工况条件下的应力分布状态，分析得出在其所受的外部载荷里，倾覆力矩和轴向力对轴承的应力分布起主要作用。
在模拟实际工况的过程中，着重分析了纯轴向力，纯径向力和纯倾覆力矩对轴承应力分布的影响，以及在不同力与力矩组合的情况下，转盘轴承各元件最大应力和变形量随之产生的变化，以及各元件最大应力值和变形量受轴向力的影响程度。
对影响轴承承载能力和寿命的重要设计参数——轴承的径向游隙进行了模拟仿真，并给予了详细的对比分析，提出了可供实际参考的轴承设计意义。
本论文对该四点接触球轴承以及大型转盘轴承的设计提供了重要的理论依据，具有一定的实用参考价值。
关键词：变桨轴承；双排四点接触球转盘轴承；载荷分布；应力云图；游隙AbstractWind turbine pitch bearing is one of the key components of wind power equipment, whose design and manufacturing is a bottleneck restricting to enhance the overall strength of major equipment industry in China. This paper selected a typical MW wind turbine pitch bearing-double row four point contact ball slewing bearing for the study, analyzed the structural features of the pitch bearing and a full-size contact model that consider radial force, axial force and overturning moment was established by ANSYS finite element analysis. A full-size contact model was established by ANSYS finite element analysis. On the basis of the full-size model，get the stress distribution and maximum displacement variation of cloud chart in the normal service condition of wind turbine pitch bearing and stimulate turntable bearing under actual condition by changing the bearing force and bending moment. Through the analysis on the external load，the overturning moment and axial force plays a main role on the bearing stress distribution. In the process of simulating the actual working conditions, focuses on the analysis that the stress distribution of the bearing of the pure axial force, pure radial force and pure overturning moment. Analysis the maximum stress linear change, variation of maximum displacement and the effect degree of each element in the circumstance of different combination of forces and torque. Focusing on the research of some important design parameters---radial clearance impacting the carrying capacity of the bearing, a detailed analysis was given, and the corresponding bearing design recommendations were presented. Work done by this paper provides an important theoretical basis forfour-point contact ball slewing bearing, and even slewing bearing, and has some practical application value of engineering.Keywords: pitch bearing ,double row four-point contact slewing bearing, load distribution, stress nephogram, radial clearance变桨轴承复杂工况下转盘轴承的力学特性分析目录摘要ABSTRACT第一章绪论课题研究背景风电转盘轴承风电转盘轴承概述工况条件运行方式载荷特征结构形式转盘轴承国内外研究现状滚动轴承力学模型发展概况滚动轴承的仿真研究发展概况课题研究的意义和内容课题的研究意义课题的主要研究内容第二章滚动球轴承结构与分析理论基础球轴承的基本几何结构球轴承的基本几何尺寸密合度主曲率轴承游隙轴承的接触角赫兹弹性接触理论接触问题概述赫兹弹性接触理论的几个基本假设接触表面的接触应力与变形轴承的载荷分布轴承的载荷分布接触载荷与接触刚度建立变桨轴承的数学模型数学建模之前的准备沟心距轴承的静力学平衡方程本章小结第三章转盘轴承全尺寸建模与结果分析参数化建模开发语言概述有限元法（APDL）介绍APDL的基本组成全尺寸建模本论文的轴承结构尺寸本文的实体建模过程及要点实体模型的建立网格划分网格划分方法本文网格划分方法接触对的创建接触与接触对的简介接触面和目标面的确定法则本文设置接触对的步骤和过程加载，约束和求解设置加载与求解概述本文的加载设置求解本章小结第四章轴承在复杂工况下的分析轴承的应力分布结果变形结果应力结果弯矩对轴承应力分布的影响轴向力对应力分布的影响转盘轴承设计参数分析本章小结第五章结果和展望总结研究展望第一章绪论课题研究背景随着人类社会和经济的不断发展，环境问题也越来越受到人们的广泛关注。
四点接触球转盘轴承载荷分布的影响因素分析邱明;史朋飞;陈龙;李迎春【摘要】@@%四点接触球转盘轴承的载荷分布是其性能分析的重要内容.基于ABAQUS软件,首先建立单个钢球一滚道接触模型,分析了初始接触角及沟曲率半径因数对轴承轴向承载能力的影响；然后建立联合载荷作用下轴承的整体模型,分析了套圈壁厚、游隙及钢球数量对轴承载荷分布的影响.研究结果表明:在保证套圈壁厚的情况下,适当的负游隙及增大钢球数量可使轴承的载荷分布合理,并提高其承载能力.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】5页(P49-53)【关键词】转盘轴承;承载能力;载荷分布;接触状态【作者】邱明;史朋飞;陈龙;李迎春【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;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】TH133.330 前言转盘轴承是广泛应用于风力发电机、农业拖车、起重机、建筑机械等回转部位的大型滚动轴承，可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩作用［1］。
四点接触球转盘轴承滚道结构特殊［2］，内、外滚道各由两条中心不重合的圆弧构成。
当有载荷作用时，钢球与内外滚道接触承载，假设钢球与内圈上滚道及外圈下滚道的接触为接触对1，钢球与内圈下滚道及外圈上滚道的接触为接触对2。
单纯轴向载荷作用于内圈时，钢球与滚道仅有接触对1承受载荷作用;而联合载荷作用下，钢球与滚道间的接触对接触状态复杂。
四点接触球转盘轴承的理论模型［3－4］基于Hertz点接触假设建立，一般认为轴承的变形仅发生于钢球与滚道的接触部位，忽略了套圈变形对接触状况的影响［5］。
而实际的应用中，尤其是对大型转盘轴承，内外套圈的有效壁厚相对于直径尺寸较薄，承受重载时易发生变形。
由于有限元分析可将套圈及钢球定义为弹性体，并计入Hertz理论未考虑的摩擦，因此，本文基于ABAQUS有限元软件，依据JB/T 2300—1999中某四点接触球转盘轴承建立模型，忽略安装孔及密封圈等特征，重点探讨了影响轴承轴向承载能力，特别是载荷分布的因素及其影响程度。
四点接触球轴承径向游隙与轴向游隙的关系
四点接触球轴承的径向游隙与轴向游隙之间存在一定的关系，但它们是两个独立的参数，并非简单的线性或固定比例关系。
在四点接触球轴承中，径向游隙是指当轴承内圈相对于外圈沿径向方向（垂直于轴承轴线的方向）可以自由移动的最大距离。
而轴向游隙则是指轴承内外圈沿轴向（平行于轴承轴线的方向）可以相对移动的最大距离。
虽然径向游隙和轴向游隙相互独立，但在设计和制造过程中，由于轴承结构特点，四点接触球轴承的轴向游隙往往受到径向游隙的影响，比如：
-当径向游隙增大时，可能会导致轴向游隙有所增加，因为这种类型的轴承具有同时承受径向负荷和双向轴向负荷的能力，其内部钢球与滚道的接触状态随着径向位移的变化会影响轴向位置。
-轴承的实际工作游隙会受到温度、负荷大小和方向等多种因素影响，这些都会间接地改变径向游隙和轴向游隙之间的实际表现关系。
径向游隙是指轴承内环和外环之间的径向间隙，是轴承内外环之间的一种相对位移量。
径向游隙的大小会直接影响到轴承的旋转灵活性和使用寿命。
一般来说，径向游隙较小的轴承具有较高的刚度和较低的摩擦，适用于高速运转的设备；而径向游隙较大的轴承则具有较高的旋转灵活性和较强的抗振能力，适用于振动较大或负载变化较大的设备。
由于大型回转支承径向游隙无法测量，这时就需要通过测向游隙来得到径向游隙的值，因此，准确的计算是直接影响测量结果的关键一步。
具体到某一型号或规格的四点接触球轴承，其径向游隙与轴向游隙的关系需要参照相应的设计标准和技术规范，如GB/T 4604.2等，其中会有详细的游隙范围和对应关系数据。
97中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2020.04 （下）1 四点接触球轴承构造和优点四点接触球轴承是一种分离型轴承，这种轴承的内圈沟道和外圈沟道是一种桃形的界面，在受到荷载作用时，接触角会发生变化，其接触面呈现为四点接触。
以负游隙四点接触球轴承为例，四点接触球轴承由于具备同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的特性，能有效消除轴承内部游隙，进而在承受荷载时能大大减少变形，提升刚度，并减轻自身体积和质量，在一些对运转速度要求较高、部件体积小的机械设备中应用较为广泛。
2 影响四点接触球轴承的接触特性因素在实践中，四点接触球轴承的内部构造对其接触特性影响较大，具体从以下几点展开分析：2.1 游隙值对四点接触球轴承的接触特性影响四点接触球轴承游隙值的大小对接触角有重要影响。
在设计时，应严格控制影响游隙值的因素。
沟道的接触点直径、沟道曲率半径误差和处于同一套圈的内外沟道之间曲率的一致性都对游隙值产生重要影响。
因此，只有严格控制内外沟道的加工误差，减少对钢球与沟道接触位置的影响，保证接触点直径稳定，才能保证合套率、游隙值和最终的接触角正确。
控制好游隙值还有助于减少沟曲率误差造成的接触点位置变化，使轴承的实际接触角大小更稳定，进而使得内部的载荷分布更合理。
以负游隙四球轴承为例，由于负游隙无法由仪器直接测出，受空间限制，只能通过装配小尺寸球，建立一个将轴承处在正游隙值状态的理论模型中进行仿真计算，具体模型如图1所示。
图1 球径变化对四点接触球轴承游隙的影响在这一模型中，设定轴承内外沟道的垫片角都为β，将小尺寸适配球置于其中时测得的径向游隙值为G t ，而实际装配用球与适配用球之间的直径之差是W D ∆，则这两种装配用球导致的轴承径向游隙值变化如图1所示，具体的变化量如公式（1）所示：四点接触球轴承接触特性研究高丽（新疆铁道职业技术学院，新疆 哈密 839000）摘要：四点接触球轴承被广泛应用于高速旋转机械设备，本文主要分析了游隙值和摩擦力矩对设备的接触损耗影响，进而排查轴承设备受损原因，进一步优化四点接触球轴承接触特性。
