滚动轴承对滚动体的技术要求研究

毛庆霏 高明远

摘要：滚动体技术质量水平直接关系到滚动轴承的精度和性能和寿命等，因为工作人员需要结合轴承基本需求，全面分析滚动体的尺寸规格和力学心梗以及疲劳寿命等方面，使其满足滚动轴承运行需求，同时提升国产滚动体的技术质量水平。

关键词：滚动轴承;滚动体;技术要求

滚动轴承在轴承套圈内设置滚动体，因此实现滚动运动。滚动轴承运行的基本条件是滚动体，而现代轴承工业发展的基础也是滚动体，如果没有滚动体，就无法发展滚动轴承。利用滚动体最开始是为了代替轴承，有效降低整体摩擦，提高运转过程的轻便性和灵活性。而轴承还要传递荷载，保障定位精度，滚动体直接决定着轴承的各种技术要求，这说明滚动体在滚动轴承中占据重要的地位。

一、滚动轴承对于滚动体尺寸和精度的要求

（一）尺寸要求

滚动轴承对于滚动体提出的尺寸要求包括大小和规格等方面，因为配套轴承的要求是不统一的，因此滚动体的大小也是不同，但是也不能毫无限制滚动体大小，需要根据现代工业标准化和通用化原则，合理规范滚动体的尺寸，满足整体工作需求，同时要注意减少不必要的规格。[1]

在滚动体中严格要求球和滚针的尺寸规格，同时具备国际标准和国家标准。圆锥滚子主要是在一些企业实现标准化，但是在商品化供应过程中，在全球范围内具有较高的尺寸规格认同度。发展到现如今，球面滚子尺寸规格标准化程度比较低，通常是各个企业根据不同轴承自行设计尺寸规格。

滚动轴承用量最大的滚动体为球，因为传统技术体系的影响，导致当前的主导地位仍旧是英制尺寸。例如在标准规定中，球直径的英制尺寸占据54%以上的比例。为了更好的接轨于国际计量单位，在标准中逐渐实现了英制尺寸的公制化。

一些轴承为了提高最大承载力，利用非标滚动体。但是非标不能成为主流，需要结合用户要求完成轴承设计，根据设计标准制造滚动体。只有实现尺寸规格的标准化，才可以保障滚动体产品符合技术生产特生，实现规模化的经济生产。

（二）精度要求

滚动轴承属于精密性机械产品，最高公差等级的2级向心轴承内径公差为标准公差，最低公差等级的推力轴承内径公差处于IT7～IT8之间，主要是利用检测量规和标准块公差。轴承对于滚动体提出较高的精度要求，例如G3球最高公差等级的球直径变动量意境超过了最高标准公差。滚动轴承对于滚动体提出的精度要求包括尺寸精度和形状精度等，需要制定标准公差等级严格规定对应的公差项目和数值等。[2]

滚动体精度直接影响到滚动轴承运行的灵活性，因此提出的精度要求要包含轴承旋转精度。因此滚动轴承具有较高的公差等级，那么就要配置较高公差等级的滚动体。针对超高速精密主轴角主要是接触球轴承，因此通常是选用G3球。G60以上球整体精度比较低，因此不能在轴承中利用，可以在其它工业中利用。因此要求接触球具备更加粗放的延伸级别，这样才可以实现多样化和个性化的用途。

通常是根据球形误差确定球的公差等级，并且根据英制尺寸反映对应关系。例如针对G5球，球形误差为5μin，G10球的球形误差为10μin。换算μin为μm，，满足固定米制尺寸的公差值，例如G10球的球形误差为：10μin=10×0.025μm=0.25μm。滚针公差等级对应于μm计的批直径变动量最大值和规值间距。

在制订发布国际标准之前，各个国家对于滚动体提出不通过的公差等级规定。而滚动轴承通常是成组利用滚动体。而滚动体主要是利用成批生产模式。因此在滚动体尺寸公差中不仅要严格要求每个滚动体，还要要求呈批生产模式。不仅要求呈批尺寸变动量，还要规定分选规值要求。利用滚动体按规值分选作法，可以组合装配轴承内外滚道尺寸，提高整体工作的便捷性，同时保障轴承精度和转速等性能质量的一致性。如果要求两端面作为工作滚子，那么需要严格分选滚子长度。

二、滚动轴承对于滚动体承载能力和寿命的要求

（一）压碎荷载试验

综合评定滚动体的强度和韧性等力学性能，可以利用压碎载荷体现出具体的指标。因此需要对于滚动体实施压碎荷载试验，通常是给出钢球最小压碎载荷值。

（二）提高表面硬度

滚动体经过常规淬回火之后，表面硬度要达到58HRC以上，这样才可以保障滚动轴承满足基本额定载荷能力。滚动体和套圈滚道的硬度匹配性直接影响到轴承寿命。如果滚动体表面硬度在滚动表面硬度以上，那么滾动轴承具有更长的寿命。这是因为管道工体具有更高的精度，如果表面硬度较高，在滚动轴承运行阶段，可以对于滚道实施精密冷辗扩，进一步改善滚道精度，并且在表层形成压应力，从而提高滚动轴承的疲劳寿命。通过提高滚动体和和滚道的表面硬度，可以使轴承的抗污染寿命因此提高。因此控制滚动体表面硬度，通常需要利用热处理工艺控制措施。[3]

（三）表面强化处理

表面强化处理指的是高压喷丸硬化处理钢球表面，因此提高表面硬度，在表层形成压应力，使滚动轴承寿命因此提高。实施表面强化之后，一方面需要提高表面硬度，另一方面需要控制表面硬度，此外需要严格钢球之间的硬度最大值。要求表层压应力分布的均匀性，同时表面向内要呈现出梯度分布模式。

三、滚动轴承对于滚动体振动和噪声要求

滚动体的数量和大小直接关系到轴承的固有振动和噪声。滚动体表面形状和表面质量直接影响到轴承振动和噪声。滚动体表面波纹度和粗糙度直接关系到滚动轴承振动好噪声，如果轴承产生异常声，说明滚动体表面出现划伤和磕碰伤。

为了保障轴承振动和噪音，需要严格控制滚动体圆度和波纹度等。此外需要控制滚动体的单体振动。开展表面强化处理，使表面硬度因此提高，避免发生划伤和磕碰等问题。此外需要严格控制滚动体批直径变动量在最小限度范围内。

结束语：

科学技术不断发展，促进滚动轴承发展，同时对于滚动体技术质量也提出更高的要求，在今后发展过程中，需要结合滚动轴承对于滚动体提出的技术要求，把握先进技术发展动向，提高滚动体产品质量。

参考文献：

[1]王茂辉，汤勇，李海翔，杨平.基于Morlet小波与尺度空间的滚动轴承故障诊断研究[J/OL].机车电传动：1-8[2021-06-25].

[2]全航，张强，邵思羽，牛天林，杨新宇.基于CNN-WaveNet的滚动轴承剩余寿命预测[J/OL].计算机应用研究：1-6[2021-06-25].

[3]刘畅，金京，王衍学.基于AFOA的降噪源分离在轴承复合故障诊断中的试验研究[J].机电工程，2021，38（06）：681-688.