雙半內(nèi)圈四點(diǎn)接觸球軸承保持架設(shè)計(jì)改進(jìn)

劉志英，呂明瑩，李艷紅

(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)

符號(hào)說(shuō)明

ac——保持架兜孔位置，mm

B——軸承寬度，mm

Bc——保持架總寬度，mm

C——保持架兩兜孔中心間的距離，mm

d——軸承內(nèi)徑，mm

dc——保持架內(nèi)徑，mm

dc1——保持架臺(tái)階內(nèi)徑，mm

D——軸承外徑，mm

Dc——保持架外徑，mm

Dw——鋼球直徑，mm

E——鑿口寬度，mm

M——鑿口直徑，mm

t——鑿口深度，mm

α——兜孔斜面錐角

δ——鎖量，mm

Δb——保持架兜孔直徑，mm

Δb′——保持架內(nèi)徑處兜孔直徑，mm

1 軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

雙半內(nèi)圈四點(diǎn)接觸球軸承為可分離型角接觸球軸承，可承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，也可承受純軸向載荷。其可作為軸系的定位支承，這是與單列基本型角接觸球軸承在功能上的根本區(qū)別。由于雙半內(nèi)圈是可分離的，裝配時(shí)需在保持架內(nèi)徑面的兜孔相應(yīng)部位添加鑿口，兩鑿口位置要求對(duì)稱，以增加兜孔對(duì)鋼球的鎖量，防止鋼球散落，如圖1所示。

保持架傳統(tǒng)上采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，即根據(jù)等份數(shù)在徑向鉆通孔，裝配時(shí)在兜孔內(nèi)徑面鑿口，鎖球，以防兩半內(nèi)圈分離后鋼球從兜孔徑向掉出，散落。

2 保持架原結(jié)構(gòu)存在的不足

(1)鑿口采用手工操作，很難達(dá)到對(duì)稱要求。鑿口的深度有很大的隨機(jī)性，造成鑿口深淺不一，進(jìn)而造成兜孔鎖量大小不一致，引起鋼球在兜孔中的竄動(dòng)量各不相同，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大。

1—外圈；2—鋼球；3—半內(nèi)圈；4—保持架

圖2 原保持架結(jié)構(gòu)

(2)在鑿口的過(guò)程中保持架所受的沖擊力由操作者隨機(jī)控制，因保持架的材質(zhì)為黃銅，力學(xué)性能較脆，時(shí)有發(fā)生鑿口脫落和鑿口處材質(zhì)撕裂斷口等現(xiàn)象，影響外觀質(zhì)量。

(3)在鑿口的過(guò)程中，鋼球在沖擊力振動(dòng)下，容易從兜孔振掉、脫落，為了鎖住鋼球還需在原處重復(fù)鑿口。

(4)保持架在鑿口過(guò)程中，因受外沖擊力作用，容易再次發(fā)生變形，造成保持架外徑與外圈內(nèi)徑發(fā)生接觸摩擦，摩擦阻力較大，影響回轉(zhuǎn)精度，同時(shí)引起軸承發(fā)熱，影響使用壽命。

(5)保持架在鑿口時(shí)，必須有2位操作者配合工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

(6)鑿口鎖住鋼球是點(diǎn)接觸，存在極大的不穩(wěn)定性。軸承在使用中鎖點(diǎn)極易磨損，維修拆卸時(shí)鎖點(diǎn)易被損壞，導(dǎo)致鋼球散落，使軸承無(wú)法重新裝機(jī)使用。軸承的維修使用率較低，影響軸承的使用壽命。

3 改進(jìn)思路

根據(jù)現(xiàn)有保持架結(jié)構(gòu)存在的諸多不利因素，對(duì)保持架進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的保持架如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后兜孔結(jié)構(gòu)

(1)在保持架引導(dǎo)外徑面向內(nèi)車一個(gè)凹槽，以減輕保持架的自身質(zhì)量，兩邊的凸緣起引導(dǎo)作用，且引導(dǎo)接觸面較小，減小摩擦阻力。

(2)保持架兜孔內(nèi)帶有一定的角度，根據(jù)環(huán)件上加工徑向孔的特性，當(dāng)兜孔加工到一定深度時(shí)，兜孔會(huì)自然在徑向兩對(duì)稱的位置上留有一定的鎖量，鎖量的大小由兜孔的深淺決定。

(3)兜孔鎖量的控制因兩半對(duì)稱鎖量不易測(cè)量，每種規(guī)格的產(chǎn)品加工時(shí)用成品球來(lái)檢測(cè)鎖量的大小：一般取α=18°～23°，δ=0.5，即Δb′=Dw-0.5。

(4)保持架加工到成品后，因兜孔自帶鎖量，不用在保持架內(nèi)徑表面上鑿口，合套時(shí)保持架不再受外力沖擊，不會(huì)再次發(fā)生變形，保證了軸承在回轉(zhuǎn)時(shí)保持架均勻地引導(dǎo)鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)了軸承使用壽命，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

(5)保持架兜孔的鎖點(diǎn)是兩半圓對(duì)稱，能很好地沿著鋼球的外輪廓鎖住鋼球，且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，鎖扣不易磨損，同時(shí)能使鋼球在兜孔中的竄動(dòng)量保持一致，降低軸承在回轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲。

4 結(jié)束語(yǔ)

此類保持架改進(jìn)設(shè)計(jì)合理，經(jīng)過(guò)對(duì)幾種產(chǎn)品多次裝機(jī)試驗(yàn)，質(zhì)量穩(wěn)定且性能可靠，延長(zhǎng)了軸承的使用壽命，滿足使用和設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品深受用戶好評(píng)。