607外球面深溝球軸承的結構改進

夏奇志，盧俊

(1.無錫市華通微型軸承廠，江蘇 無錫 214037；2.無錫阿爾比艾商貿有限公司，江蘇 無錫 214028)

1 軸承使用條件及出現(xiàn)的問題

607外球面深溝球軸承應用于一多功能工具中，該多功能工具的工作原理(圖1)為：電動機高速旋轉，由于其轉子與外球面軸承配合部分的軸線與電動機的回轉軸線存在偏心，使外球面軸承帶動撥叉以輸出軸為回轉中心作高頻次的擺動，從而使固定在輸出軸上的鋸片、打磨頭等作高頻次的擺動，實現(xiàn)切割和打磨等功能。

1—輸出軸；2—輸出軸后軸承；3—撥叉；4—607外球面軸承；5—轉子前軸承；6—轉子；7—轉子后軸承；8—輸出軸前軸承；9—螺釘；10—鋸片

該軸承在進行相關壽命試驗時，僅運轉15～30 h就出現(xiàn)了聚酰胺保持架斷裂和軸承散套失效的情況，如圖2所示。

圖2 軸承早期失效圖片

2 失效原因分析

結合軸承的實際應用條件和失效形式，分析認為導致軸承早期失效的主要原因有以下2個方面：(1)軸承工作中，其外圈和撥叉之間有較強的撞擊和摩擦，產生較多的熱量，使軸承溫度升高，PA66增強聚酰胺保持架在高溫下出現(xiàn)老化，強度降低；(2)軸承外圈與撥叉間存在較大的撞擊力，使外圈產生剛性變形，聚酰胺保持架受到一定的沖擊力。

3 改進措施

針對以上2個原因，一方面改善相關接觸表面的表面粗糙度，減少摩擦發(fā)熱；另一方面對軸承的結構參數(shù)進行調整，以增加軸承的剛性，降低保持架所受的沖擊力，同時提高保持架的強度。

3.1 保持架改進

原保持架采用607密封深溝球軸承的增強聚酰胺保持架結構，兜孔底徑厚度S=0.35 mm，如圖3所示。由于文中設計的607外球面深溝球軸承是開式結構，所以在軸承外形尺寸不改變的情況下可以將S增大到1.1 mm左右，以增強保持架的強度。使用新改進的保持架進行裝機試驗，軸承壽命從以前的15～30 h提高到40～80 h。

圖3 保持架結構 圖4 外圈結構圖

3.2 軸承主參數(shù)的改進

改進后的軸承鋼球數(shù)保持不變(7粒)，鋼球直徑由3.5 mm調整為3.175 mm，球組節(jié)圓直徑由13 mm調整為12.5 mm，填球角由187°減小到176°。圖4中，B=(D-Dpw-Dw)/2，D為軸承外徑，D=19 mm。代入相關參數(shù)，計算得B從改進前的1.25 mm增加到了1.66 mm。這一改變使得外圈剛性得到較大增強，與撥叉相互撞擊時不易產生變形，從而消除了由于外圈變形使保持架受到的沖擊，避免了保持架的損傷。

4 結束語

軸承結構重新設計后，外圈剛性得到加強，對軸承壽命的提高有較大幫助。理論上鋼球直徑減小會降低軸承的額定載荷和額定壽命，但實際應用中該軸承均為早期非正常失效，鋼球直徑的減小改善了這一狀況，反而有利于軸承實際工作壽命的提高。采用改進后的軸承進行裝機試驗，壽命達到80～120 h，基本滿足了工作要求。