雙面帶密封深溝球軸承

深溝球軸承是滾動(dòng)軸承中為普通的一種類型。基本型的深溝球軸承由一個(gè)外圈，一個(gè)內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成。 深溝球軸承類型有單列和雙列兩種，深溝球結(jié)構(gòu)還分密封和開式兩種結(jié)構(gòu)，開式是指軸承不帶密封結(jié)構(gòu)，密封型深溝球分為防塵密封和防油密封。

防塵密封蓋材料為鋼板沖壓，只起到簡(jiǎn)單的防止灰塵進(jìn)入軸承滾道。防油型為接觸式油封，能有效的阻止軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂外溢。單列深溝球軸承類型代號(hào)為6，雙列深溝球軸承代號(hào)為4。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)普遍，應(yīng)用廣泛的一類軸承。

某型深溝球軸承在使用過程中，發(fā)生了軸承抱死故障，導(dǎo)致深溝球軸承發(fā)生止轉(zhuǎn)失靈。下面看看此軸承抱死故障后對(duì)軸承都有哪些傷害？傷害一、如圖1、2所示，深溝球軸承抱死后，發(fā)現(xiàn)軸承的內(nèi)、外徑上有明顯的旋轉(zhuǎn)摩擦痕跡，軸承使用中，內(nèi)徑與軸為過盈配合，外徑與安裝殼體為間隙配合，旋轉(zhuǎn)摩擦痕跡應(yīng)為軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，從轉(zhuǎn)動(dòng)滯澀到完全抱死期間，軸承內(nèi)徑與軸之間和軸承外徑與安裝殼體之間產(chǎn)生滑動(dòng)磨擦所致。

對(duì)象為：6037深溝球軸承，其外徑D1為80mm，內(nèi)徑D2為35mm。如圖1所示為軸承外圈尺寸計(jì)算可知軸承徑向厚6.7mm，薄處4.25mm。根據(jù)實(shí)際尺寸建立軸承外圈有限元模型，如圖2所示。模型采用solid45單元，彈性模量為2.1 x 10 5MPa ，泊松比為0.3 ，密度為7800kg/m3。采用掃略方法劃分網(wǎng)格，為了節(jié)約計(jì)算資源將裂紋處的網(wǎng)格劃分較密。這里分三個(gè)尺度劃分：1區(qū)單元尺寸為0.5mm x0. 5mm；2區(qū)單元尺寸為0.5mm x0.15mm；3區(qū)單元尺寸為0.5mm x 3mm ；4 區(qū)單元尺寸為0. 5mm x 4mm。完整軸承劃分后共有單元63270個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為70110。采用生死單元模擬裂紋的作用如圖2所示，此次模擬的裂紋寬度為0.5mm，深度方向按照0.5mm的間隔逐次增加，后利用15個(gè)計(jì)算步驟模擬外圈從完好到斷開的整個(gè)過程。

裂紋初期除了高階第十階之外其他階數(shù)的應(yīng)變有大幅度的改變，奇數(shù)階的模態(tài)應(yīng)變?cè)诹鸭y初期即0. 5mm時(shí)有較大的躍升都在200%左右，裂紋1mm時(shí)外圈的偶數(shù)階的模態(tài)應(yīng)變有大幅度躍升在700%左右；隨著裂紋深度的增加、三、五階模態(tài)應(yīng)變隨之幾近線性增加直至外圈斷開，第二、四、六、十階模態(tài)應(yīng)變隨之增加較??；在裂紋深度為4.5mm時(shí)第八階模態(tài)應(yīng)變有個(gè)大幅度的跳躍，而第九階模態(tài)應(yīng)變卻大幅減小。外圈損傷會(huì)使模態(tài)位移和模態(tài)應(yīng)變發(fā)生改變，總體趨勢(shì)增加，也存在減少；同一損傷程度對(duì)于不同階數(shù)的模態(tài)位移和模態(tài)應(yīng)變的改變量的貢獻(xiàn)是不同的，所以模態(tài)應(yīng)變和模態(tài)位移一樣對(duì)損傷有定位作用；比較圖8和圖9可見模態(tài)應(yīng)變相對(duì)于模態(tài)位移敏感很多，特別是在損傷發(fā)生初期，模態(tài)應(yīng)變的該變量就可以達(dá)到200%左右，而模態(tài)位移在損傷初期不明顯。