陳寶國,李興林,王勇,曹茂來
(1.江蘇萬達特種軸承有限公司,江蘇 如皋 226500;2.杭州軸承試驗研究中心有限公司,杭州 310022)
叉車門架用滾輪鏈輪軸承(簡稱叉車軸承),是一種安裝于叉車門架系統、內圈固定外圈低速旋轉的軸承。使用過程中承受較大的沖擊載荷,軸承的安裝和支承方式對其受力狀況有非常大的影響,進而也影響著軸承的使用壽命。下文將詳細介紹軸承的各種安裝方式。
叉車軸承以承受徑向力為主,多為深溝球軸承,其次為滿裝圓柱滾子軸承。對有軸向力要求的場合,采用四點接觸球軸承和雙列角接觸球軸承。少數特殊要求的場合采用滿裝結構以增大承載能力。大型叉車采用雙列滿裝圓柱滾子軸承。圖1為最常見的4種叉車軸承。

圖1 常見叉車軸承結構形式
軸承外圈與門架系統連接,滾輪與槽鋼接觸,其形狀視槽鋼的結構和使用要求確定,鏈輪根據選用的鏈條確定。軸承內圈與支承軸配合,內徑和寬度盡可能參考同類標準軸承的尺寸,表1給出了部分常見尺寸[1]。表中數據是長期生產叉車軸承積累的數據,已被很多叉車廠廣泛使用。其他非標準內徑以及英制內徑(如12.7,25.4,38.1 mm等)沒有列出。不常用規格建議叉車廠盡量少用,有利于叉車軸承的標準化。

表1 軸承內圈的內孔和寬度尺寸
軸承與軸的配合參考標準GB/T 275—1993《滾動軸承與軸和外殼的配合》,考慮應用場合一般選用過渡配合,軸的公差選用g6或h6,軸向用標準的軸用擋圈限位,如圖2所示。這種方式最為常見,應用最多,國內主機廠以及日本TCM,TOYOTA,KOMATSU,MITUSBISH等公司一般都采用此方式。使用中要注意配合公差的確定,如果與軸承配合過緊,會影響軸承的游隙和旋轉靈活性;如果過松,有可能造成軸承打滑,影響軸承壽命。軸向的固定要注意擋圈與軸承之間的間隙,一般間隙為0.1 mm。分體式內圈采用此方式時軸向間隙要盡可能小,防止內圈分離軸承散架。擋圈的選用及擋圈槽尺寸的確定參考標準GB/T 894.1—1986 及GB/T 894.2—1986 《軸用彈性擋圈》。

圖2 軸配合擋圈固定
軸承與軸的配合采用過渡配合,軸的公差選用g6或h6,用螺釘軸向固定,如圖3所示。這種方式國內應用較少,歐洲工廠用的多些。使用中螺釘固定要牢固,不能在使用中出現松動,可用防松膠加固。軸承與軸的配合可以松些。

圖3 半孔軸承螺釘固定
軸承與軸的配合采用過渡配合,軸的公差選用g6或h6,用螺釘通過壓蓋軸向固定,如圖4所示。這種方式歐洲工廠常用。軸承的內徑一端為錐形倒角或臺階,壓蓋將其與軸連接在一起。同樣要注意螺釘不能松動,可用防松膠加固。

圖4 軸配合壓蓋固定
這種類型的軸承是承受相對較大載荷的軸承,一般為點接觸,要承受軸向和徑向載荷,如圖5所示。內圈是分體的,兩半內圈內徑公差一致。軸承與軸選用過渡配合,其配合要求較高,軸的公差提高一級(g5或h5)。為防止分離內圈松動,軸向固定多采用多螺釘連接,根據軸承的大小,均布2~4只螺釘。內徑40 mm以內的軸承也可采用單螺釘連接,連接方式與2.3節一致。雙內圈并緊式一般用于小型重載叉車。

圖5 雙內圈并緊式
側向滾輪在使用中起側向引導作用,支承軸通過自身的安裝孔或扁平面與門架主體連接,有光孔連接(圖6~圖7)、螺釘連接(圖8)、扁平面固定連接(圖9)和沉孔連接(圖10)等。這類滾輪一般由軸和軸承部分組成,軸與軸承部分的組裝采用過盈配合,軸的公差選用j6或k6,如圖6所示。通常這類滾輪外徑較小,可以將軸承的內圈和軸做成一體,類似軸連軸承,如圖7~圖10。

圖6 光孔軸支承

圖7 光孔軸支承(軸與內圈一體)

圖8 螺紋軸支承(軸與內圈一體)

圖9 扁平軸支承(軸與內圈一體)

圖10 沉孔軸支承(軸與內圈一體)
復合軸承一般由主滾輪軸承、側向滾輪軸承和連接軸組成,又叫組合滾輪。使用中主滾輪軸承承受徑向力,側向滾輪軸承承受軸向力。有的不帶側向滾輪軸承,僅由主滾輪軸承和連接軸組成,也叫徑向復合軸承或徑向組合滾輪。要求不高的場合用尼龍墊塊代替側向滾輪,常稱之為帶尼龍塊的組合滾輪。
由于復合軸承的設計,既要考慮主滾輪軸承的尺寸,又要考慮側向滾輪軸承的尺寸,結構比較緊湊。主滾輪軸承的內徑一般不能采用標準軸承的內徑尺寸如35,40 ,45 ,50 mm等。表2中歸納了最常用的內徑尺寸。優先選用表2中的尺寸,有利于軸承的標準化。主滾輪軸承與軸的配合通常采用H6/g6的過渡配合,軸承內徑的公差不同于標準軸承的公差,而采用一般孔的公差H6[2]。

表2 復合軸承內圈的內徑和寬度 mm
2.6.1 標準復合軸承
主滾輪軸承與軸基孔制H6/g6過渡配合,軸向用多螺釘壓蓋固定。側向滾輪小軸支承部分與軸孔基軸制H7/h6間隙配合,如圖11所示。

圖11 標準復合軸承
2.6.2 外支架復合軸承
主滾輪軸承與軸基孔制H6/g6過渡配合,軸向用多螺釘壓蓋(壓蓋與支架一體)固定。側向滾輪小軸支承部分與支架孔基軸制H7/h6間隙配合。支架外圓與軸的內孔H7/h6間隙配合,如圖12所示。

圖12 外支架復合軸承
2.6.3 徑向復合軸承
主滾輪軸承與軸基孔制H6/g6過渡配合,軸向用多螺釘壓蓋(壓蓋與軸承隔圈一體)固定,無側向滾輪軸承,如圖13所示。

圖13 徑向復合軸承
2.6.4 帶尼龍套的復合軸承
主滾輪軸承與軸基孔制H6/g6過渡配合,軸向用多螺釘壓蓋(壓蓋與隔圈一體)固定。側向滾輪軸承簡化成一個尼龍套,如圖14所示。

圖14 帶尼龍套的復合軸承
2.6.5 內支架復合軸承
主滾輪軸承與軸基孔制H6/g6過渡配合,軸向用多擋圈固定。側向滾輪小軸支承部分與支架孔基軸制H7/h6間隙配合。支架外圓與軸的內孔H7/h6間隙配合,如圖15所示。

圖15 內支架復合軸承
文中僅介紹了幾類叉車門架用滾輪鏈輪軸承的安裝方式,實際上該類軸承的應用方式多種多樣。通常情況下,叉車門架用滾輪鏈輪軸承的支承軸由叉車廠生產,只有復合軸承由軸承廠提供。所以叉車廠選用軸承必須同時確定支承方式,以便合理地安裝叉車軸承,從而保證軸承的使用壽命,滿足叉車門架的使用要求。