一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法与流程

1.本发明属于滚子修型技术领域，具体涉及一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法。


背景技术：

2.目前，在轴承制造行业，修型滚子轴承逐渐在很多重要领域取代传统的直母线滚子轴承。传统的直母线滚子轴承的滚动体与滚道间的早期接触疲劳点蚀常常发生在滚子或滚道上靠近滚子端部的区域，这是因为直母线滚子轴承在受载后滚动体两端存在边界应力集中﹐即“边缘效应”。“边缘效应”的产生使轴承的疲劳寿命大大降低，因为研究表明轴承的寿命与应力的7次方成反比。为了克服这种“边缘效应”，人们进行了大量的理论分析和实验研究。早在十九世纪30年代末lundberg就提出了母线修型的基本理论，直至二十世纪60年代skf轴承公司进一步发展了滚子轴承的修型技术。通过使用特殊的滚子外廓曲面可以避免或降低滚动体和内外圈接触引起的边界应力集中，目前，工程中采用的修型曲线主要有：圆弧曲线；直线两端加圆弧，即滚子母线中部为直线，两端是修型圆弧；对数曲线等。其中，对数曲线修型被公认为是最佳的修型曲线。
3.目前，对数曲线修型方式已经广泛适用于圆柱滚子以及圆锥滚子，但是对于球面滚子来说，应用却很少。双列调心滚子轴承是在有两条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间，组装着鼓形滚子（也叫球面滚子）的轴承。球面滚子相对于圆柱、圆锥滚子，虽然其外径是呈凸起状的，但是滚子的滚道面也是呈球面形状，滚子安装至滚道内工作时，在不修型的情况下，滚子两端也会产生应力集中，此外，在设计阶段，为实现滚子正常的滚动以及轴承调心功能，滚子外球面的半径尺寸相对于滚道面的半径要略小，然而实际工况下，由于滚子的正常磨损，滚子外球面的半径尺寸会逐渐接近于滚道面的半径尺寸，在二者半径尺寸无限接近的情况下，滚子两端的应力集中问题加剧，从而导致滚子疲劳、失效，继而影响轴承的正常使用。虽然现有企业针对球面滚子也具有一定的修型方法，但是其修型方法是无规律的、不科学的，导致滚子在使用时效果并不理想。因此，亟需一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述技术问题，提供一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，采用迭加的方法，将滚子修型的对数曲线函数与滚子的母线函数进行迭加，从而得出修整砂轮的输入函数，将砂轮输入函数的数据输入至数控机床的程序内，对砂轮修整后，再利用切入磨加工的方式，对滚子外径表面进行修型，实现球面滚子的修型加工，有利于减少滚子两端在使用时接触应力集中的问题，提高滚子的使用寿命。
5.本发明所采用的技术方案是：一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，包括根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数以及建立滚子母线函数方程；步骤一、根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数方程为：
（1）；（2）；上述式中，k代表修型参数，l
we
代表球面滚子的有效长度，d
we
代表球面滚子最大直径，x代表以滚子接触线的其中一端为原点、沿接触线两个端点连线的直线为长度方向的坐标值，y
x1
、y
x2
代表x坐标所对应的径向坐标值；步骤二、滚子母线函数方程为：（3）；式（3）中，r代表球面滚子母线的半径，l
we
代表球面滚子的有效长度；步骤三、将球面滚子对数曲线函数与滚子母线函数进行迭加，得出：（4）；（5）；步骤四、采用切入磨加工的方式，将式（4）和式（5）中的参数输入至数控机床程序内，对砂轮修整后，再对滚子外径表面进行修型。
6.所述式（1）、式（4）中，x的取值范围为0～l
we
/2。
7.所述式（2）、式（5）中，x的取值范围为l
we
/2～l
we
。
8.本发明的有益效果为：本发明采用迭加的方法，将滚子修型的对数曲线函数与滚子的母线函数进行迭加，从而得出修整砂轮的输入函数，将砂轮输入函数的数据输入至数控机床的程序内，对砂轮修整后，再利用切入磨加工的方式，对滚子外径表面进行修型，实现球面滚子的修型加工，有利于减少滚子两端在使用时接触应力集中的问题，提高滚子的使用寿命。
附图说明
9.图1为本发明的标准对数曲线轮廓图；图2为本发明的滚子母线曲线轮廓图；图3为本发明球面滚子坐标系示意图。
具体实施方式
10.以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
11.如图所示，一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，包括根据接触力学
原理建立球面滚子对数曲线函数以及建立滚子母线函数方程；步骤一、根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数方程为：（1）；（2）；上述式（1）中，x的取值范围为0～l
we
/2，式（2）中，x的取值范围为l
we
/2～l
we
；k代表修型参数，l
we
代表球面滚子的有效长度，d
we
代表球面滚子最大直径，x代表以滚子接触线的其中一端为原点、沿接触线两个端点连线的直线为长度方向的坐标值，y
x1
、y
x2
代表x坐标所对应的径向坐标值；其中，如图1所示，式（1）代表轮廓线中点左侧的弧形轮廓，式（2）代表轮廓线中点右侧的弧形轮廓，横坐标单位为mm，纵坐标单位为μm。
12.步骤二、滚子母线函数方程为：（3）；式（3）中，r代表球面滚子母线的半径，l
we
代表球面滚子的有效长度；其中，y
x3
代表滚子母线轮廓，如图2所示，该式以勾股定理为基础，得出滚子母线的函数曲线。
13.步骤三、将球面滚子对数曲线函数与滚子母线函数进行迭加，得出：（4）；（5）；其中，式（4）中x的取值范围为0～l
we
/2，式（4）中x的取值范围为l
we
/2～l
we
；通过将对数曲线函数与滚子母线函数得出综合函数，在修型时，以该综合函数为基础，即可得出修型后的球面滚子母线轮廓。
14.步骤四、采用切入磨加工的方式，将式（4）和式（5）中的参数输入至数控机床程序内，对砂轮修整后，再对滚子外径表面进行修型。


技术特征：
1.一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，其特征在于：包括根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数以及建立滚子母线函数方程；步骤一、根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数方程为：（1）；（2）；上述式中，k代表修型参数，l
we
代表球面滚子的有效长度，d
we
代表球面滚子最大直径，x代表以滚子接触线的其中一端为原点、沿接触线两个端点连线的直线为长度方向的坐标值，y
x1
、y
x2
代表x坐标所对应的径向坐标值；步骤二、滚子母线函数方程为：（3）；式（3）中，r代表球面滚子母线的半径，l
we
代表球面滚子的有效长度；步骤三、将球面滚子对数曲线函数与滚子母线函数进行迭加，得出：（4）；（5）；步骤四、采用切入磨加工的方式，将式（4）和式（5）中的参数输入至数控机床程序内，对砂轮修整后，再对滚子外径表面进行修型。2.根据权利要求1所述的一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，其特征在于：式（1）、式（4）中，x的取值范围为0～l
we
/2。3.根据权利要求1所述的一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，其特征在于：式（2）、式（5）中，x的取值范围为l
we
/2～l
we
。

技术总结
本发明公开了一种用于双列调心球面滚子轴承的滚子修型方法，包括根据接触力学原理建立球面滚子对数曲线函数以及建立滚子母线函数方程；本发明采用迭加的方法，将滚子修型的对数曲线函数与滚子的母线函数进行迭加，从而得出修整砂轮的输入函数，将砂轮输入函数的数据输入至数控机床的程序内，对砂轮修整后，再利用切入磨加工的方式，对滚子外径表面进行修型，实现球面滚子的修型加工，有利于减少滚子两端在使用时接触应力集中的问题，提高滚子的使用寿命。使用寿命。使用寿命。


技术研发人员：侯健 郝文路
受保护的技术使用者：洛阳新强联回转支承股份有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/10/3