滑輪軸承內圈鎖緊輾壓機構的設計

吳浩，鄧杰，趙玲權，張娟

(浙江天馬軸承股份有限公司 技術中心，杭州 310015)

1 前言

滑輪軸承是圓柱滾子軸承的一種特殊應用，其結構如圖1所示。因特殊的使用要求，滑輪軸承需要承受持續的高載荷，所以滑輪軸承一般設計采用雙列滿裝滾子結構。滑輪軸承雙半內圈通常采用固定環連接鎖緊，目前主要有沖壓鎖緊和車床輾壓鎖緊2種方法，存在的不足為：

圖1 滑輪軸承結構簡圖

(1)裝配質量不穩定，裝配過程中容易產生磕碰傷，導致套圈變形；存在鎖不緊現象，導致裝配后內圈仍然能夠產生相對運動。

(2)沖壓鎖緊模具的利用率較低，需要反復修整模具。

(3)車床輾壓鎖緊機構的加工效率較低。

鑒于此，設計了滑輪軸承鎖緊輾壓機構，并在生產應用中驗證了該裝置的可行性。

2 輾壓裝置

設計的鎖緊輾壓機構如圖2所示。4個支撐桿緊固在底座上，為壓塊機構上下移動提供導向。推進電動機為步進電動機，由上升和下降2個按鈕控制，常按按鈕電動機快速上升或快速下降，松開按鈕則電動機停止運轉；每點動一下按鈕，電動機帶動絲杠上升或下降0.1 mm，便于壓力微調。當推進電動機工作時，推進桿轉動，帶動壓塊機構推動輾壓桿向下運動，在輾壓桿上安裝輾壓輪，輾壓輪按照產品結構設計，同時，整個輾壓機構推進過程中通過氣動裝置固定的輾壓電動機轉動，帶動輾壓輪轉動，使固定環成形，鎖緊雙半內圈。輾壓結構如圖3所示。

1—滑輪軸承；2—輾壓桿；3—壓塊機構；4—底座；5—推進電動機；6—推進桿；7—支撐桿；8—輾壓輪；9—支撐軸承；10—輾壓電動機；11—V形楔塊圖2 滑輪軸承鎖緊輾壓機構示意圖

1—輾壓輪；2—輾壓桿；3—雙半內圈；4—固定環圖3 輾壓結構示意圖

工作時，首先將壓塊機構退到上限位置，將已安裝好固定環的滑輪軸承放置在V形楔塊上，輾壓輪和輾壓桿穿入軸承內孔，使輾壓輪的牙槽落入裝固定環的槽內，下調壓塊機構將壓塊上的V形槽對準支撐軸承；當V形槽壓緊支撐軸承時，開始緩慢旋轉輾壓桿，一邊旋轉輾壓桿一邊使壓塊向下運動，給輾壓輪向下的壓力，通過計算輾壓行程，確定輾壓的結束位置。試輾壓結束后，測試成品軸承的旋轉靈活性、內徑圓度、平行差等指標，若各項指標均符合設計要求，則可以確定輾壓桿的進給速度、行程以及輾壓輪的轉動速度。考慮到輾壓過程中固定環的成形過程、材料的性能和尺寸以及軸承的型號等因素，輾壓過程可分為預輾和精輾2個過程，分別選用不同的輾壓參數，合理的參數設置可以確保輾壓的質量穩定性和加工效率。輾壓過程結束后，裝置自動復位，更換軸承，實現快速輾壓鎖緊。

3 輾壓輪的設計

對滑輪軸承結構和輾壓機理進行研究，在確保模具安裝使用方便和高效利用、高精度的基礎上，設計的輾壓輪結構如圖4所示。

圖4 輾壓輪結構

輾壓輪采用模具鋼Cr12MoV，并采用低淬低回的熱處理工藝，提高硬度和耐磨性。輾壓輪工作斜面采用圓弧結構，減小了模具與固定環的接觸面積，彌補了因模具的加工誤差而導致的輾壓不緊的問題，同時也減小了輾壓力，提高了成品軸承的裝配質量。

4 應用效果

應用該輾壓機構對滑輪軸承雙半內圈進行鎖緊，選取3個型號軸承，對輾壓機構改進前、后的應用結果進行對比，見表1。由表可知，使用改進后的輾壓機構，產品精度提高，質量更加穩定，加工效率大大提高。而且改進設計的輾壓機構更換軸承(型號)方便，操作簡單，若想進一步降低制造成本，可將機構中的推進步進電動機和輾壓電動機更換成手輪，進行手動操作。

表1 對比試驗結果