滾子是軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受負(fù)荷的元件，是滾子軸承中最薄弱的零件，它的制造質(zhì)量對(duì)軸承工作性能（如旋轉(zhuǎn)精度、振動(dòng)、噪聲和靈活性等）有很大的影響，是影響軸承使用壽命的主要因素。
滾子的種類(lèi)較多，按形狀和尺寸分有圓錐滾子、圓柱滾子、球面滾子、螺旋滾子和各類(lèi)滾針等。按精度分為0，Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ級(jí)，各級(jí)滾子都有相應(yīng)的技術(shù)條件，對(duì)滾針?lè)譃槿齻€(gè)等級(jí)：G2，G3，G5。
質(zhì)量控制
滾子屬滾動(dòng)體，與鋼球同是軸承的最重要組成部分，也是軸承行業(yè)使用最多的滾動(dòng)體。滾子的質(zhì)量直接影響軸承質(zhì)量。
圓錐滾子技術(shù)條件
圓錐滾子的大頭稱(chēng)為基面。有圓錐基面、平基面和球基面，錐角為，由于球基面的工作性能較好，下面就只討論球基面。
滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)對(duì)滾子各項(xiàng)公差定義和具體制造公差值作了規(guī)定，各項(xiàng)公差定義如下：
圓度誤差：線(xiàn)（外）表面的外接圓與線(xiàn)上任意點(diǎn)間的最大徑向距離。
單一平面直徑變動(dòng)量：?jiǎn)我粡较蚱矫鎯?nèi)，滾子最大與最小單一直徑的算術(shù)平均值。
基準(zhǔn)端面圓跳動(dòng)：圓錐基準(zhǔn)端面上一距滾子最大倒角尺寸1.2倍處，且圓心在該滾子軸心線(xiàn)上的圓周，在此圓周上的各點(diǎn)距一徑向平面的最大與最小軸向距離之差。
圓錐角偏差：在滾子任一軸向平面內(nèi)，滾子圓錐表面兩素線(xiàn)的夾角與滾子公稱(chēng)圓錐角之差。
規(guī)值批直徑變動(dòng)量：在同一規(guī)值批中，具有最大單一平面平均直徑的滾子與具有最小單一平面平均直徑的滾子，其單一平面平均直徑之差。
規(guī)值批圓錐角變動(dòng)量：在同一規(guī)值批中，具有最大圓錐角的滾子與最小圓錐角的滾子，其圓錐角之差。
圓錐滾子加工過(guò)程
圓錐滾子的制造過(guò)程隨滾子的精度等級(jí)、尺寸大小、生產(chǎn)批量和加工方法不同而不同，但基本的制造過(guò)程大體一致，具有代表性的制造Ⅲ級(jí)圓錐滾子的工藝過(guò)程為：投料（矯直、倒角）——沖壓成形——竄去環(huán)帶——選出料頭——軟磨外徑——軟磨端面——熱處理——竄氧化皮——粗磨外徑——竄軟點(diǎn)——軟點(diǎn)檢查——熱清洗防銹——磨端面——熱清洗防銹——細(xì)磨外徑——終磨外徑——超精外徑——熱清洗、干燥擦凈——終檢選別——涂油包裝。為分析方便，可將制造過(guò)程劃分為六段：毛坯加工——熱處理前的軟磨——熱處理——熱處理后硬磨——精加工——質(zhì)量檢查與選別。
圓錐滾子主要加工分析
毛坯加工
毛坯加工方法有冷鐓、熱鐓和車(chē)削等，其中冷鐓方法效率高，滾子內(nèi)在質(zhì)量較好，對(duì)于直徑大于30mm的滾子多在單軸或多軸自動(dòng)車(chē)床上用集中工序法車(chē)削或普通車(chē)床上用分散工序法車(chē)削，對(duì)于大型滾子毛坯用熱鍛成形法。
下面僅對(duì)冷鐓滾子加工進(jìn)行分析，常見(jiàn)冷鐓圓錐滾子的形狀如圖。
①冷鐓滾子的優(yōu)點(diǎn)
冷鐓滾子是在常溫下利用模具迫使金屬料段產(chǎn)生塑性流動(dòng)，充滿(mǎn)凹模與沖頭構(gòu)成的空間，從而獲得滾子毛坯的一種方法。它有下列優(yōu)點(diǎn)：①滾子機(jī)械性能有所提高，因產(chǎn)生的塑性變形使材料發(fā)生冷作硬化，金屬流線(xiàn)不被切斷，金屬原有的缺陷會(huì)被壓實(shí)；②節(jié)約原材料；③生產(chǎn)率較高，一般冷鐓機(jī)的自動(dòng)化程度高，70～100個(gè)/min；④滾子尺寸形狀精確，表面粗糙度值低，模具及機(jī)床的精度可保證滾子的尺寸形狀精度，冷鐓中金屬表面在高壓下受到模具光滑表面的熨平，表面粗糙度值低。
②冷鐓滾子的力分析
冷鐓圓錐滾子時(shí)，成形之前除滾子小端倒角區(qū)域和柱心部分受三向壓應(yīng)力外，大部分基體均受一向壓應(yīng)力和兩向拉應(yīng)力，越靠近滾子大端其拉應(yīng)力越大，其拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致金屬晶間變形，使金屬塑性下降。因此，當(dāng)毛坯或模具形狀尺寸設(shè)計(jì)不合理，材料差，工藝不當(dāng)，冷鐓滾子往往在大端倒角處產(chǎn)生開(kāi)裂。
此外，冷鐓中毛坯與模具間的摩擦、材料內(nèi)部組織不均勻及模具尺寸形狀不合理，還會(huì)引起滾子內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，降低金屬塑性，增加金屬的變形抗力，在滾子內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這附加應(yīng)力會(huì)引起滾子的尺寸形狀變化和降低工藝性能等。特別是外摩擦引起的附加應(yīng)力，對(duì)滾子質(zhì)量和加工工藝不利，它主要發(fā)生在滾子小端倒角的軸向區(qū)域，使?jié)L子倒角處的內(nèi)外質(zhì)量降低，同時(shí)增加模具磨損及降低模具壽命。影響摩擦的主要因素有材料性能、模具結(jié)構(gòu)形狀、表面質(zhì)量與潤(rùn)滑效果．
由于冷鐓滾子是在室溫下進(jìn)行，變形抗力很大，特別是在料段充滿(mǎn)模具空間使?jié)L子毛坯成形時(shí)，其整個(gè)滾子實(shí)體基本上全受三向壓應(yīng)力，這時(shí)變形抗力極大，且滾子越大，變形抗力也越大。另外，當(dāng)滾子冷鐓變形程度超過(guò)材料本身許用變形程度時(shí)，在滾子圓周表面就會(huì)形成裂紋。
滾子半徑?jīng)Q定
凸輪的理論輪廓確定以后，對(duì)滾子推桿來(lái)說(shuō)，實(shí)際輪廓的大小與滾子的大小直接有關(guān)，滾子半徑越大，實(shí)際輪廓就越小。因此，從縮小凸輪尺寸、減輕機(jī)構(gòu)重量著眼，希望滾子半徑大一些。但是，由于凸輪需要裝在軸上，軸有一定粗細(xì)，加上輪轂和鍵槽尺寸，凸輪實(shí)際上不可能做得太小，而且從強(qiáng)度考慮，凸輪也不宜太小。另一方面，滾子太大將使推桿運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力增大（慣性力等于質(zhì)量乘以加速度），引起凸輪承受較大的動(dòng)力負(fù)荷，這是不利的。更為嚴(yán)重的是，滾子太大還將引起下面討論的現(xiàn)象。
下圖表示同樣的理論輪廓(虛線(xiàn))，用三種不同的滾子半徑所得到的三種實(shí)際輪廓（實(shí)線(xiàn)）。當(dāng)滾子半徑小于理論輪廓上最小曲率半徑（即最尖銳部分的曲率半徑）時(shí)，所得到的實(shí)際輪廓是正常的，它的曲率半徑。當(dāng)滾子半徑 時(shí)，所得到的實(shí)際輪廓出現(xiàn)尖點(diǎn)，尖點(diǎn)處的曲率半徑，如前已述，這種有尖點(diǎn)的凸輪實(shí)際上是不能用的。當(dāng)滾子半徑 時(shí)，作圖得到的實(shí)際輪廓是兩條相交的包絡(luò)線(xiàn)，相交部分做不出來(lái)，實(shí)際上還是一個(gè)尖點(diǎn)，這個(gè)尖點(diǎn)不但不能用，而且它與滾子接觸時(shí)，滾子中心到不了理論輪廓規(guī)定的高度，結(jié)果造成推桿運(yùn)動(dòng)“失真”，實(shí)現(xiàn)不了推桿需要的運(yùn)動(dòng)，這當(dāng)然是不能允許的。
因此，滾子半徑不能選得過(guò)大。一般推薦另一方面，滾子也不能太小，因?yàn)樗惨D(zhuǎn)在軸上，軸也不能太細(xì)。結(jié)果理論輪廓的最小曲率半徑太小以致滾子過(guò)小，那么可以加大基圓直徑重新設(shè)計(jì)理論輪廓，這樣最小曲率半徑也相應(yīng)地放大了。
分類(lèi)
圓柱滾子
這類(lèi)滾子主要用于圓柱滾子軸承，還可以將滾子組件直接用于機(jī)械中。該類(lèi)滾子在尺寸上已標(biāo)準(zhǔn)化，可作為商品滾子供設(shè)計(jì)和用戶(hù)選擇。
長(zhǎng)圓柱滾子
該類(lèi)滾子分有軸徑用和無(wú)軸徑用兩種，主要用于長(zhǎng)圓柱滾子軸承，還可以將滾子組件直接用于機(jī)械中。
滾針
這類(lèi)滾子主要用于滾針軸承、萬(wàn)向節(jié)滾針軸承及推力滾針軸承，還可以將滾針組件直接用于機(jī)械中。該類(lèi)滾子在尺寸上已系列化，供設(shè)計(jì)選擇。根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)的需要，滾針的兩端頭部形狀有錐頭形、平頭形、圓頭形等。
圓錐滾子
呈圓錐體，其錐角通常為，也有小于或大于的，多為。滾子長(zhǎng)度一般不超過(guò)滾子大端直徑的兩倍。這類(lèi)滾子多用于圓錐滾子軸承，大錐角的滾子基本上用于推力圓錐滾子軸承。
球面滾子
滾子的滾動(dòng)面呈球面形。采用這種滾子的軸承具有自動(dòng)調(diào)心性能，能承受很大的載荷。球面滾子分非對(duì)稱(chēng)型和對(duì)稱(chēng)形，一般非對(duì)稱(chēng)的大端面為球面，對(duì)稱(chēng)形的兩端面為平端面。對(duì)稱(chēng)形球面滾子性能較好，而非對(duì)稱(chēng)型的為淘汰形式。這類(lèi)滾子用于調(diào)心滾子軸承及推力調(diào)心滾子軸承。
螺旋滾子
它是用特殊截面的鋼帶卷制而成的空心滾子，分左旋和右旋兩種。這種滾子應(yīng)用不是很廣泛，主要用于受沖擊載荷的螺旋滾子軸承。
支柱孔滾子
支柱孔滾子中心帶通孔，此孔用來(lái)裝支柱，以便固定在片狀支柱保持架上。該類(lèi)滾子形狀有圓柱形、圓錐形、球面形，主要用于特大型軸承。
參考資料 >