與(yu)旋(xuan)轉(zhuan)反(fan)向(xiang)的(di)蠕(ru)動(dong)

Soda描(miao)述(shu)了(liao)2種(zhong)與(yu)軸(zhou)承(cheng)旋(xuan)轉(zhuan)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)的(di)套(tao)圈(juan)蠕(ru)動(dong)機(ji)理(li)。2種(zhong)機(ji)理(li)中(zhong)比(bi)較(jiao)好(hao)理(li)解(xie)的(di)蠕(ru)動(dong)由(you)軸(zhou)承(cheng)套(tao)圈(juan)與(yu)相(xiang)配(pei)合(ge)的(di)軸(zhou)或(huo)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)存(cun)在(zai)的(di)間(jian)隙(xi)(圖(tu)1)引(yin)起(qi)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shui)，當(dang)旋(xuan)轉(zhuan)載(zai)荷(he)作(zuo)用(yong)到(dao)軸(zhou)承(cheng)上(shang)，由(you)於(yu)施(shi)載(zai)方(fang)向(xiang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，套(tao)圈(juan)相(xiang)對(dui)於(yu)配(pei)合(ge)的(di)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)表(biao)麵(mian)發(fa)生(sheng)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)。如(ru)果(guo)配(pei)合(ge)麵(mian)與(yu)套(tao)圈(juan)的(di)間(jian)隙(xi)是(shi)c，那(nuo)麽(ma)軸(zhou)承(cheng)每(mei)旋(xuan)轉(zhuan)一(yi)周(zhou)，套(tao)圈(juan)的(di)延(yan)滯(zhi)就(jiu)是(shi)πc，於(yu)是(shi)引(yin)起(qi)與(yu)軸(zhou)承(cheng)旋(xuan)轉(zhuan)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)的(di)蠕(ru)動(dong)。

圖(tu)1 間(jian)隙(xi)引(yin)起(qi)的(di)蠕(ru)動(dong)

產(chan)生(sheng)蠕(ru)動(dong)的(di)另(ling)一(yi)種(zhong)機(ji)理(li)是(shi)彈(tan)性(xing)變(bian)形(xing)和(hu)無(wu)間(jian)隙(xi)時(shi)套(tao)圈(juan)的(di)滑(hua)移(yi)。Imai用(yong)試(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)了(liao)這(zhe)種(zhong)機(ji)理(li)的(di)存(cun)在(zai)，而(er)Soda則(ze)通(tong)過(guo)示(shi)例(li)形(xing)象(xiang)解(xie)釋(shi)了(liao)蠕(ru)動(dong)現(xian)象(xiang)，如(ru)圖(tu)2所(suo)示(shi)。茶(cha)葉(xie)筒(tong)上(shang)套(tao)有(you)橡(xiang)膠(jiao)帶(dai)，橡(xiang)膠(jiao)帶(dai)和(hu)茶(cha)葉(xie)筒(tong)之(zhi)間(jian)在(zai)加(jia)載(zai)位(wei)置(zhi)處(chu)的(di)微(wei)小(xiao)滑(hua)動(dong)隨(sui)著(zhuo)茶(cha)葉(xie)筒(tong)滾(gun)動(dong)而(er)向(xiang)前(qian)累(lei)積(ji)移(yi)動(dong)。開(kai)始(shi)時(shi)，橡(xiang)膠(jiao)帶(dai)因(yin)為(wei)茶(cha)葉(xie)筒(tong)的(di)載(zai)荷(he)產(chan)生(sheng)變(bian)形(xing)並(bing)在(zai)圓(yuan)周(zhou)方(fang)向(xiang)上(shang)伸(shen)長(zhang)。變(bian)形(xing)均(jun)勻(yun)且(qie)滑(hua)動(dong)在(zai)左(zuo)右(you)兩(liang)端(duan)也(ye)一(yi)致(zhi)，由(you)此(ci)得(dei)出(chu)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)上(shang)運(yun)動(dong)不(bu)能(neng)產(chan)生(sheng)蠕(ru)動(dong)。然(ran)而(er)當(dang)茶(cha)葉(xie)筒(tong)轉(zhuan)動(dong)，之(zhi)前(qian)滑(hua)動(dong)產(chan)生(sheng)的(di)變(bian)形(xing)仍(reng)在(zai)保(bao)持(chi)，引(yin)起(qi)不(bu)對(dui)稱(chen)，因(yin)為(wei)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)滑(hua)動(dong)增(zeng)加(jia)引(yin)起(qi)蠕(ru)動(dong)，蠕(ru)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)茶(cha)葉(xie)筒(tong)的(di)滾(gun)動(dong)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)。

圖(tu)2 橡(xiang)膠(jiao)帶(dai)滑(hua)動(dong)產(chan)生(sheng)的(di)蠕(ru)動(dong)

與(yu)旋(xuan)轉(zhuan)同(tong)向(xiang)的(di)蠕(ru)動(dong)

Ten等(deng)人(ren)解(xie)釋(shi)說(shui)“使(shi)外(wai)圈(juan)在(zai)圓(yuan)周(zhou)方(fang)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)的(di)力(li)由(you)滾(gun)動(dong)體(ti)每(mei)次(ci)經(jing)過(guo)時(shi)產(chan)生(sheng)的(di)應(ying)變(bian)引(yin)起(qi)，其(qi)推(tui)動(dong)外(wai)圈(juan)一(yi)點(dian)點(dian)向(xiang)前(qian)移(yi)動(dong)，最(zui)終(zhong)產(chan)生(sheng)蠕(ru)動(dong)。”其(qi)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)3所(suo)示(shi)。該(gai)機(ji)理(li)解(xie)釋(shi)了(liao)蠕(ru)動(dong)發(fa)生(sheng)是(shi)累(lei)積(ji)的(di)應(ying)變(bian)在(zai)圓(yuan)周(zhou)上(shang)向(xiang)前(qian)移(yi)動(dong)，正(zheng)好(hao)印(yin)證(zheng)了(liao)Soda的(di)解(xie)釋(shi)，可(ke)以(yi)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)實(shi)際(ji)現(xian)象(xiang)的(di)反(fan)映(ying)。

圖(tu)3 應(ying)變(bian)引(yin)起(qi)的(di)蠕(ru)動(dong)

行(hang)波(bo)型(xing)蠕(ru)動(dong)

Tsuyoshi假(jia)設(she)在(zai)套(tao)圈(juan)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)行(hang)波(bo)，行(hang)波(bo)移(yi)動(dong)套(tao)圈(juan)並(bing)產(chan)生(sheng)蠕(ru)動(dong)。為(wei)了(liao)更(geng)好(hao)的(di)解(xie)釋(shi)該(gai)機(ji)理(li)。其(qi)采(cai)用(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)電(dian)動(dong)機(ji)的(di)傳(zhuan)遞(di)機(ji)理(li)進(jin)行(hang)介(jie)紹(shao)。在(zai)盤(pan)式(shi)超(chao)聲(sheng)波(bo)電(dian)動(dong)機(ji)中(zhong)，行(hang)波(bo)由(you)壓(ya)電(dian)元(yuan)件(jian)在(zai)彈(tan)性(xing)體(ti)表(biao)麵(mian)激(ji)發(fa)，這(zhe)將(qiang)在(zai)轉(zhuan)子(zi)上(shang)產(chan)生(sheng)橢(tuo)圓(yuan)運(yun)動(dong)，運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)彈(tan)力(li)體(ti)表(biao)麵(mian)行(hang)波(bo)的(di)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)。超(chao)聲(sheng)波(bo)電(dian)動(dong)機(ji)的(di)傳(zhuan)遞(di)機(ji)理(li)如(ru)圖(tu)4所(suo)示(shi)。

圖(tu)4 超(chao)聲(sheng)波(bo)電(dian)動(dong)機(ji)機(ji)理(li)

根(gen)據(ju)Sakajiri等(deng)人(ren)的(di)觀(guan)點(dian)，當(dang)來(lai)自(zi)滾(gun)動(dong)體(ti)的(di)載(zai)荷(he)作(zuo)用(yong)在(zai)套(tao)圈(juan)表(biao)麵(mian)上(shang)，滾(gun)動(dong)體(ti)和(hu)套(tao)圈(juan)接(jie)觸(chu)點(dian)會(kuai)立(li)即(ji)被(bei)擠(ji)壓(ya)，這(zhe)時(shi)行(hang)波(bo)在(zai)軸(zhou)承(cheng)上(shang)產(chan)生(sheng)。表(biao)麵(mian)波(bo)動(dong)會(kuai)由(you)於(yu)載(zai)荷(he)的(di)不(bu)同(tong)達(da)幾(ji)微(wei)米(mi)。當(dang)軸(zhou)承(cheng)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)，滾(gun)動(dong)體(ti)同(tong)時(shi)移(yi)動(dong)，這(zhe)些(xie)表(biao)麵(mian)波(bo)變(bian)為(wei)行(hang)波(bo)。

如(ru)圖(tu)5所(suo)示(shi)，套(tao)圈(juan)本(ben)身(shen)產(chan)生(sheng)行(hang)波(bo)，這(zhe)會(kuai)導(dao)致(zhi)套(tao)圈(juan)蠕(ru)動(dong)。按(an)照(zhao)蠕(ru)動(dong)方(fang)向(xiang)，與(yu)滾(gun)動(dong)體(ti)行(hang)進(jin)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)的(di)方(fang)向(xiang)套(tao)圈(juan)作(zuo)用(yong)在(zai)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)。然(ran)而(er)，由(you)於(yu)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)固(gu)定(ding)，導(dao)致(zhi)套(tao)圈(juan)被(bei)推(tui)回(hui)沿(yan)著(zhuo)與(yu)滾(gun)動(dong)體(ti)相(xiang)同(tong)的(di)方(fang)向(xiang)行(hang)進(jin)，即(ji)與(yu)軸(zhou)承(cheng)旋(xuan)轉(zhuan)相(xiang)同(tong)的(di)方(fang)向(xiang)轉(zhuan)動(dong)。

圖(tu)5 軸(zhou)承(cheng)套(tao)圈(juan)的(di)行(hang)波(bo)型(xing)蠕(ru)動(dong)

套(tao)圈(juan)表(biao)麵(mian)上(shang)產(chan)生(sheng)的(di)行(hang)波(bo)在(zai)整(zheng)個(ge)加(jia)載(zai)區(ou)域(yu)的(di)圓(yuan)周(zhou)內(nei)和(hu)徑(jing)向(xiang)方(fang)向(xiang)上(shang)表(biao)現(xian)為(wei)類(lei)似(shi)蠕(ru)動(dong)運(yun)動(dong)，其(qi)特(te)征(zheng)是(shi)與(yu)位(wei)於(yu)滾(gun)動(dong)體(ti)正(zheng)下(xia)方(fang)的(di)配(pei)合(ge)表(biao)麵(mian)處(chu)的(di)行(hang)波(bo)相(xiang)反(fan)方(fang)向(xiang)作(zuo)旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動(dong)。套(tao)圈(juan)被(bei)這(zhe)種(zhong)機(ji)理(li)傳(zhuan)遞(di)的(di)現(xian)象(xiang)稱(chen)為(wei)行(hang)波(bo)型(xing)蠕(ru)動(dong)。

參(shen)考(kao)文(wen)獻(xian)：

[1]Soda: Bearings, Iwanami Shoten (1964), 196.

[2]Imai: Lubrication, 4 (1959) 307.

[3]Ten, Sakajiri, T akemura, Yukawa: NSK Technical Journal No. 680 (2006) 13.

[4]Sakajiri, Takemura: Proceeding of Japan Tribology Conference (2003-5) 103.

[5]Tsuyoshi NIWA.A Creep Mechanism of Rolling Bearings.2017.

（來(lai)源(yuan)：軸(zhou)承(cheng)雜(za)誌(zhi)社(she)）