四列圓柱滾子軸承梳狀保持架的改進

劉志英，李艷紅，呂明瑩

（1.西北軸承股份有限公司，銀川 750021；2.銀川污水處理有限公司，銀川 750004）

1 軸承結構

軋機用四列圓柱滾子軸承的結構一般分為FC，FCD及FCDP 3種形式。外徑在500 mm以內的四列圓柱滾子軸承多為FC和FCD型，FC型結構如圖1所示。保持架一般采用梳狀黃銅實體保持架，如圖2所示。

圖1 FC型四列圓柱滾子軸承

圖2 改進前的梳狀保持架

該類型軸承內圈可互換，外圈、滾子和保持架組成外組件，與內圈可分離。外圈雙擋邊，其中一側擋邊設計有裝填槽。在軸承運轉過程中，為了防止滾子從滾道掉出，裝填槽的設計深度對滾子具有一定的鎖量。保持架為外圈擋邊內徑引導，引導間隙一般為0.5～1 mm，即保持架外徑Dc＝D2-（0.5～1）mm。其中，D2為外圈擋邊內徑。

2 存在的問題

軸承裝配時，一列滾子需要從外圈裝填槽裝入滾道，如圖3中F向所示。保持架對滾子的鎖量（徑向）δ＝Dw-Δb。其中，Dw為滾子直徑，Δb為保持架兜孔外徑處的寬度。由于保持架外徑對滾子的包容量較大，保持架對滾子的鎖量（徑向）δ一般為6 mm左右；因此，滾子裝填過程中受到這些因素的限制，裝填較為困難，常常需要用銅錘敲擊使其進入。這也使得裝填過程中出現以下問題：（1）外滾道面有嚴重的卡傷，并且因卡傷在內部，無法消除；（2）滾子端面對保持架兜孔靠外徑面處的內壁有瞬間較大的鏟切力，造成軸承內部存在脫落的銅屑，影響軸承的內部工作環境，對軸承的回轉精度造成嚴重影響，降低了軸承的使用壽命。而且滾子裝填時，工人的勞動強度較大，生產效率較低。

圖3 軸承內部結構關系圖

3 結構改進

通過對四列圓柱滾子軸承的結構分析可知，滾子裝入的難易程度取決于：（1）外圈擋邊裝填槽鎖量的大小；（2）保持架外徑對滾子包容量的大小。為避免軸承工作時滾子從裝填槽處掉出，外圈擋邊對滾子的鎖量一般是不能減小的；所以要降低裝填滾子的難度，就只能通過減小保持架外徑對滾子的包容量來實現。改進后的梳狀保持架如圖4所示。

圖4 改進后的梳狀保持架

如圖4所示，為了不影響外圈擋邊內徑對保持架的引導作用，保持架引導處的外徑尺寸Dc保持不變，只減小兜孔處的外徑尺寸Dc1，且Dc與Dc1以30°角連接，以增強兜孔根部的強度。一般取Dcp-Dc1＝10～13 mm（Dcp為保持架兜孔中心徑），此時保持架外徑面對滾子的包容量明顯減小，此時保持架對滾子的鎖量δ′＝1～1.5 mm，而設計要求的最小鎖量為1 mm，滿足要求。

4 結束語

保持架結構改進后，從根本上解決了原有結構存在的問題，提高了軸承的回轉靈活性，延長了軸承的使用壽命。對產品的裝配進行跟蹤驗證可知，滾子的裝填難度明顯降低，滾子對滾道的劃傷改善明顯，勞動強度降低，生產效率得以提高。同時，改進減輕了自身質量，降低了制造成本。