ISSN1000 3762 CN41 1148/TH
轴承2016年4期 Bearing 2016, No. 4
高速圆柱滚子轴承保持架断裂原因分析
姜维",2,3装玉楠*，葛世东1,2,3，于晓凯,2,3
（1.落阳轴研科技股份有限公司，河南落阳471039;2.河南省高性能轴承技术重点实验室，河南阳
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00000 摘要：针对某高速电动机用圆柱滚子轴承运行2×10°km后大量保持架出现疲劳断裂的现象，分析了保持架工作应力特性和共振频率，通过试验验证了保持架断裂的主要原因是结构设计不符合圆柱滚子轴承高速运转工
况，导致轴承高速运转时产生应力集中，使保持架疲劳断裂。关键词：圆柱滚子轴承；保持架；疲劳断裂
中图分类号：TH133.33*2;0346.1
文献标志码：B
文章编号：10003762(2016)04004003
CauseAnalysisonFractureofCagesforHighSpeedCylindrical
Roller Bearings
Jiang Wei'.2,3,Pei Yunan', Ge Shidong'.2,3, Yu Xiaokail.2,3
(1. Luoyang Bearing Science & Technology Co. , Lid. , Luoyang 471039,China;2. Henan Key Laboralory of High Performance Bearing Technology ,Luoyang 471039, China;3, Strategie Alliance for Technology Innovation in Rolling Bearing Industry ,Luoyang 471039, China;4. Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100190 , China)
Abstract: Aiming at fatigue fracture of a large number of cages for cylindrical roller bearings used in high speed moton after passenger car runs 2 × 10° km, the stress characteristics and resonance frequency of cages are analyzed. It is ex eado peodsaoo saopasapaasa sieaonoyo seareae pauaeuaad cnditions of cylindrical roller bearings , and the stress is eoncentrated during high speed operation, which leads to fa tigue fracture of cages.
Key words: cylindrical roller bearing; cage; fatigue fracture
随着铁路运输高速化的发展，滚动轴承因其摩擦因数小、轴向尺寸小、安装方便等优点，逐渐取代了滑动轴承，但滚动轴承的滚动体与滚道之间的接触是点接触或线接触，在一般载荷下便会产生较高的接触疲劳应力。铁路客车中高速电动机轴承承受的载荷较大，速度较高，润滑方式为脂润滑，并且冲击载荷较大，轴承易发生疲劳剥落、断裂或烧结，为客车中最脆弱的零件之一。其中，轴承保持架如果设计不合理，离心力会导致其疲劳失效,甚至造成灾难性的后果[2]。
为此，下文针对某型号客车高速电动机圆柱滚子轴承保持架出现疲劳断裂的现象，分析保持架工作应力特性和共振频率，并通过试验验证导
收稿日期：2015-08-11：修回日期：2015-1203 万方数据
致保持架断裂的原因。 1
保持架工作应力分析
某型号客车上电动机转速为3000r/min，两端支承轴承均为滚动轴承，其中一端为NU210圆柱滚子轴承，保持架为实体保持架，材料为黄铜 H62采用滚子引导。在客车运行2×10°km后，拆机发现电动机90%以上的圆柱滚子轴承保持架出现断裂，如图1所示。
根据保持架的运动和受力情况分析，保持架理论上是一个绕轴承轴线做定轴转动的非受力零件，将其视为一个受复杂力系作用的刚体，保持架在工作过程中主要承受以下作用力：滚子对保持架的碰撞力和摩擦力，引导套圈对保持架的法向力和摩擦力，保持架质量不平衡力，重力，离心力。