齿轮箱轴承内圈脱开案例分析（一）

某工程师阅读本公号有关调心滚子轴承轴向负荷的文章，发现现实中遇到类似情况。其结构如图：

 

 

图中两根齿轮轴通过齿轮啮合连接，照片中标识的部分为一根轴的支撑轴承位置。该设计中使用了两个调心滚子轴承。在齿轮箱正常运行的时候，发现靠近内侧的两个轴承滚子出现脱开的现象。工程师发来一段视频，即使轴从运行状态转入停止状态，两个轴承的内侧转子依然可以自由滑行一段时间（时间很短）。同时在之前的一些机器中，根据工程师的反应，这根轴上的轴承经常出现问题。这是一个很有意思的案例，在这里跟大家分享一下分析的过程。

关于调心滚子轴承的脱开问题：

一般常见的调心滚子轴承（圆环滚子轴承除外）是有两列滚动体并且可以调心的轴承。两列滚子通过滚子母线的特殊设计以及轴承内外圈的特殊设计实现了轴承承受偏心负荷的能力。总体而言，调心滚子可以承受较大的径向负荷，一定的轴向负荷以及一定的偏心负荷。

上述的调心滚子轴承负荷能力介绍是关于这个轴承的通用负荷能力的介绍。事实上这类轴承的轴向负荷承载能力受到轴承内部结构的影响，有一定的限制。

首先，当调心滚子轴承承受单向轴向负荷的时候，两列滚子中与负荷相对一侧的滚子受到内圈、外圈滚道的挤压，承受轴向负荷。相反一侧的滚子则不承受这样的轴向负荷。如果轴承承受了一定的径向负荷，由于轴承自身结构的原因，上述不承受外界径向负荷的滚子依然会被压紧，其压力角有一定的轴向分量。因此，此时轴承运转起来，轴承的这一列滚子会和另一列滚子一起被压紧，并投入运行。

如果轴承承受的外界轴向负荷大于轴承不承受负荷一侧的滚子受力的轴向分量的时候，这一列的滚子就会出现“松脱”的现象。当轴承运行的时候，这一列滚子由于没有足够的正压力导致滚动体在滚道内部不能形成纯滚动。通常是滑动和滚动混杂的运动状态。

我们知道轴承内部滚动体实现滚动的一个重要因素是要有足够的正正压力，对轴承而言就是轴承的最小负荷。

前面分析的调心滚子轴承受力状态中，“松脱”的那一列滚子就处在最小负荷不足的状态。当轴承运行的时候，会由于滚动体滚动不良而导致发热等情况。

 

通过上面的分析，可以知道，上述齿轮箱系统中，调心滚子轴承一列脱开的情形是不正常的。即便现在这个轴承不出现问题，投入运行的时候也很容易出现发热，表面疲劳，磨损等现象。

 

通过本文分析，我们知道调心滚子轴承单列脱开的状态是不正常状态，但是造成这种状态的原因是什么呢？

对于本文前面图中的这个情况，就需要从轴系统受力角度进行分析，找到造成这种问题的原因。

分析工作先从判断这合格负荷是否在这个结构下是一个“应当出现”的结果开始，进而寻找合理性以及其原因。这部分内容将在下一篇文章展开。