圓錐滾子軸承保持架支柱連接方式的改進

張潔，姜巖

(西北軸承股份有限公司， 銀川 750021)

裝有支柱焊接保持架的特大型圓錐滾子軸承在成品精度檢測時，經常出現外圈端面對滾道的軸向跳動Sea嚴重超差等問題。經分析認為是保持架在焊接過程中變形過大所致，為此，有必要對保持架的連接方式進行分析研究，從而采取相應的改進措施。

1 原因分析

特大型圓錐滾子軸承支柱焊接保持架如圖1所示，其在焊接時主要存在如下問題：

圖1 改進前保持架結構

(1)保持架焊接過程中，由于高溫易產生變形，導致軸承外圈端面對滾道的軸向跳動Sea嚴重超差，軸承回轉靈活性降低，從而使軸承工作過程中的滑動摩擦增大，使用壽命降低；

(2)保持架與滾子間的軸向間隙靠調整墊片控制(焊接前在保持架內側端面均勻間隔擺放數個調整墊片，焊接后抽出)，而保持架的變形會使間隔間隙不均，而且生產效率較低；

(3)焊接質量受人為因素影響較大，焊接過程中焊渣容易掉入軸承組件內，難以清洗除去，會劃傷接觸表面，使軸承的振動、噪聲增大，降低軸承使用壽命；

(4)如果沒有保護氣氛，大氣與高溫的熔焊區直接接觸，會使材料發生氧化，而且進入熔焊區的氮、水蒸氣等會在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，降低焊縫質量。

基于上述原因，該加工方法很難滿足產品質量的要求，必須進行改進。

2 改進方案

為解決以上問題，采用電鉚機鉚合保持架支柱。即常溫下采用電加熱增加支柱頭部塑性，然后利用上、下模具將支柱與保持架鉚合。改進后的保持架如圖2所示。

圖2 改進后保持架結構

根據滾子長度、保持架與滾子間的軸向間隙、保持架寬度以及形成電鉚頭所需支柱長度計算出支柱的總長度，計算原理如圖3所示。其計算公式為

圖3 支柱長度示意圖

式中：Lw為滾子長度；ε為滾子與保持架間的軸向間隙；Bc為保持架寬度 ；L′z為形成電鉚頭所需支柱長度。由此可知，軸向間隙已經計入支柱長度中，無需設計調整墊片，既保證了間隙均勻性，又簡化了工藝。

電鉚合保持架支柱解決了保持架變形的問題，因此，在相同外形尺寸下，電鉚合保持架的寬度小于焊接保持架的寬度，滾子得以加長；另外可以根據支柱直徑在保持架上設計合適的沉孔，使電鉚頭部分沉于孔內。這種設計除了使保持架變形得到有效控制外，還提高了軸承的承載能力。

3 結束語

采用改進后的支柱連接方式，對不同規格多個批次的保持架進行了試驗驗證，結果表明，該方法操作便捷，提高了軸承成品質量和生產效率，適合大批量生產，對其他類型軸承也有借鑒意義。