密封滿裝球軸承輔助裝球裝置的設計

汪定華，包建飛，汪晟昌，付紹樂

(常熟長城軸承有限公司，江蘇 常熟 225200)

滿裝球軸承通過增加軸承內部的鋼球數目，提高軸承的承載能力，同時保留了球軸承適合于高速旋轉的特點，適用于高速擺動且載荷較大的場合，如紡織設備開口裝置中的應用。

密封滿裝球軸承結構如圖1所示，該類型軸承滾道內部充滿鋼球，無保持架等隔離元件，常為雙面密封結構。軸承外圈軸向方向有一適當深度的缺口，但該缺口并未延伸至滾道底部。缺口的設計方式既保證了加工過程中滾道的完整性，又為裝配時填球提供了方便。

圖1 密封滿裝球軸承結構示意圖

滿裝球軸承的裝配通常分兩步進行：(1)擠壓外圈，使其沿缺口處“斷裂”，即所謂的“夾斷”；(2)選擇合適的配套內圈，利用工裝使外圈擴張變形，同時將鋼球填入內外圈滾道中。傳統裝配方式效率低，夾斷和擴張均依靠手工完成，人工勞動強度大，同時，手工操作無法準確控制變形量，存在套圈變形后難以恢復至原狀的質量風險。

設計的輔助裝球裝置如圖2所示。裝配中的外圈夾斷和擴張變形全部由氣缸來完成，通過調節氣缸在底板上的安裝位置控制氣缸的伸縮量，以有效地控制套圈的變形，同時大大降低了人工勞動強度。該裝置運用PLC控制程序，通過腳踏裝置實現如下動作：夾斷氣缸擠壓外圈→夾斷氣缸回退(變形氣缸同時擠壓托球盤使其張開)→變形氣缸回退(托球盤同時合并)。氣缸的同時動作得益于氣缸與托球盤間的空間位置，滑銷和彈簧的共同作用使變形氣缸回退后托球盤同時合并。

1—變形氣缸連接板；2—頂桿；3—滑套；4—圓柱銷；5—墊板；6—滑銷；7—滑銷座；8—托球盤；9—頂塊；10—彈簧；11—球軸承外圈；12—底板；13—夾斷氣缸連接板；14—夾斷氣缸；15—變形氣缸

裝球時，先將合套的內外圈放置在托球盤上，腳踏觸動開關，夾斷氣缸連桿擠斷外圈，再次腳踏觸動開關，夾斷氣缸連桿回退，變形氣缸連桿擠向托球盤，托球盤帶著外圈張開，將鋼球裝入內外圈滾道內后再次腳踏觸動開關，變形氣缸回退，托球盤合并，外圈恢復彈性變形，整個裝球過程完成。裝球機構的關鍵部分在于托球盤的設計，托球盤整體加工后線切割成等分的兩半，托球盤一面設計有斜向止口，將外圈放在托球盤上后，該止口伸入到外圈密封槽內，軸承外圈在受擠壓和張開時和托球盤結成一體，其徑向和軸向自由度分別被限制，解決了裝配時外圈可能出現的滑移和跳動問題。

通過生產檢驗，該裝球裝置很好地應用到了鋼球裝配生產中，裝球效率大大提高，由原來的手工裝配班產3 000件提高到6 000件以上，且裝配后產品質量穩定、可靠。