多列圓柱滾子軸承裝配壓桿設(shè)計(jì)

王長(zhǎng)興，陳彥仲，吉微，曲新靜，郭輝力

(1．河北銀河軸承有限公司，河北 邯鄲 056000；2．洛陽(yáng)大華重型機(jī)械有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000)

雙列、四列圓柱滾子軸承大都采用單爪式或雙爪式實(shí)體保持架。外圈帶雙擋邊或內(nèi)圈帶雙擋邊的多列圓柱滾子軸承在套圈一側(cè)擋邊上銑削有滾子裝配缺口，此類軸承，特別是特大型軸承，目前大多軸承生產(chǎn)企業(yè)在圓柱滾子軸承裝配時(shí)，大多采用銅錘或橡膠錘敲擊滾子端面，有些中小型軸承則直接用手壓裝滾子，先裝擋邊無(wú)缺口一側(cè)，然后壓裝有缺口一側(cè)[1]。滾子的硬度一般高于套圈的硬度，在壓裝過程中容易劃傷滾道或使保持架變形[2]，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)鱗狀劃傷，直接造成軸承套圈報(bào)廢。合理的軸承裝配工藝，能夠最大限度消除由于滾子裝配劃傷滾道給軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的隱患。

1 滾子裝配壓桿

本例設(shè)計(jì)的圓柱滾子軸承裝配壓桿，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。固定支桿為中空鋼管，緊固在底座上，為整個(gè)壓桿結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)固的支撐；活動(dòng)支桿通過螺釘固定在支桿上，在固定支桿孔內(nèi)可以調(diào)節(jié)活動(dòng)支桿的高度，使壓桿適應(yīng)不同高度軸承裝配的需要；橫梁為螺桿結(jié)構(gòu)，利用螺帽固定在活動(dòng)支桿端部；裝配壓桿一端加工有孔，與橫梁鉸接在一起；彈簧擋圈安裝在橫梁中部的環(huán)形槽內(nèi)，防止壓桿的躥動(dòng)；壓頭通過焊接或螺紋連接安裝在壓桿上，壓頭上安裝膠木塊或橡膠墊，防止在壓裝過程中劃傷滾子端面；橡膠套套裝在壓桿手柄部位。裝配壓桿所有部件均可拆卸，便于安裝、更換和儲(chǔ)存。對(duì)于批量大的軸承，可以把裝配壓桿設(shè)計(jì)為固定結(jié)構(gòu)，即除壓桿與橫梁鉸接外，其余零件均可以焊接到一起以降低壓桿的制作周期及成本。

1—底座；2—固定支桿；3—彈簧擋圈；4—螺帽；5—橡膠套；6—壓桿； 7—壓頭；8—橫梁；9—活動(dòng)支桿；10—螺釘

滾子裝配壓桿工作原理如圖2所示。將無(wú)缺口一側(cè)已安裝好滾子的軸承平放在底座上，首先試裝帶缺口側(cè)滾子，試調(diào)軸承與壓桿的相對(duì)位置，將壓桿壓頭抵住滾子端面中心向下按壓。若壓裝力合適，可直接進(jìn)行裝配；若壓裝力稍大，則可以在滾子倒角處涂潤(rùn)滑脂，這樣既可以防止用力過大造成保持架變形導(dǎo)致的滾子卡死，又可以減小滾子與滾道接觸面的摩擦力。試裝配結(jié)束后，滾子與壓桿壓頭的相對(duì)位置已經(jīng)確定，開始?jí)貉b時(shí)壓桿壓頭可以迅速抵住滾子中心，實(shí)現(xiàn)軸承滾子的快速裝配。

圖2 滾子裝配壓桿工作原理

2 滾子裝配受力分析

圖3a中，滾子素線與剖面圖中對(duì)角線夾角β為

β=arctan(Dw/Lw) ，

(1)

式中：Dw為滾子直徑，Lw為滾子長(zhǎng)度。

敲擊力的徑向分力為

Fr=Fatan(α+β) ，

(2)

式中：Fa為裝配力的軸向分力。

(3)

圖3 滾子裝配受力圖

3 結(jié)束語(yǔ)

圓柱滾子軸承裝配壓桿利用杠桿原理，將錘擊裝配的傳統(tǒng)滾子裝配方法改為利用壓桿連續(xù)施加壓力進(jìn)行裝配。滾子壓桿裝配消除或減輕了軸承裝配過程中滾道壓痕和/或保持架兜孔的變形，裝配效率提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低。該圓柱滾子軸承裝配工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，還可以應(yīng)用于調(diào)心滾子軸承的裝配。