于春来，刘洪海，郭云飞

(1.保定天威风电科技有限公司，河北 保定 071051；2.洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

1 前言

三排圆柱滚子转盘轴承是一类能够承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩联合作用的轴承，被广泛用于起重、冶金、采掘、建筑、港口、船舶等机械的回转装置上，结构如图1所示。当轴承受到外部载荷作用时，径向滚子承受径向载荷，上、下排滚子承受轴向载荷和倾覆力矩。使用寿命是三排圆柱滚子转盘轴承十分重要的技术指标，是对主机进行轴承选型和校核的重要依据。下文提出了一种三排圆柱滚子转盘轴承在径向、轴向载荷和倾覆力矩联合作用下疲劳寿命的计算方法。

图1 三排圆柱滚子转盘轴承结构

2 静力学分析

2.1 轴向平衡

若轴承的外圈固定，内圈在轴向载荷和倾覆力矩的作用下将产生轴向位移和倾角位移。此时，对于上、下排滚子来说，在轴承圆周不同的方位角处上滚道与下滚道之间的弹性趋近量是不同的，从而在不同的方位角处滚子所承受的载荷也有所不同。所有上、下排滚子承受的载荷的合力与轴承的轴向载荷和倾覆力矩是平衡的，则可以得到如下平衡方程[2]

Fa=Z1Qmax1Ja(ε1)-Z2Qmax2Ja(ε2) ，

(1)

(2)

式中：Fa为轴承的外部轴向载荷；M为轴承的外部倾覆力矩；Z1为下排滚子的数量；Z2为上排滚子的数量；Qmax1为下排滚子的最大滚动体载荷；Qmax2为上排滚子的最大滚动体载荷；Dpw1为下排滚子组节圆直径；Dpw2为上排滚子组节圆直径；ε为载荷分布系数；Ja(ε)为轴向载荷分布积分系数；……