轉盤軸承防塵擋圈的優化設計

趙向明，朱戰旗，史亞妮，陳曉磊

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039)

1 概述

轉盤軸承尺寸大、價格昂貴，安裝設計一般為開放式，若用于充滿粉塵、顆粒或硬質金屬礦料的惡劣環境，需設計帶防塵擋圈的結構[1-5]。某型帶防塵擋圈的三排圓柱滾子轉盤軸承如圖1所示，防塵擋圈為薄壁鈑金沖壓結構，且采用分段設計，產品規格不同，每段設計弧長不同。該防塵擋圈質量小，成本低，安裝簡單，但存在以下缺點：1)結構為分段鈑金件,制造精度差；2)組裝后整圓存在多個疊加接口，無法保證其圓度和端面平行度；3)防塵擋圈和軸承上無軸向定位臺階，不能進行軸向定位，安裝后擋圈端面不具有良好的平整度；4)耐沖擊能力差，接口易斷開；5)端面及外圓跳動大，易與軸承及設備其他零部件產生干涉。此外，該防塵擋圈不能承受沖擊和異物擠壓，在惡劣工況下很難滿足長期使用要求，故有必要進行改進設計。

1—外齒圈；2—密封圈；3—第2內圈；4—內圈；5—第2密封圈；6—防塵擋圈；7—副防塵擋圈圖1 帶防塵擋圈三排圓柱滾子轉盤軸承結構示意圖Fig.1 Structure diagram of three row cylindrical roller slewing bearing with dustproof ring

2 新型防塵擋圈的設計

2.1 結構改進

針對上述問題，對防塵擋圈的結構進行了如下改進：1)防塵擋圈圓周結構改為整體式；2)增加了端面定位臺階，軸承套圈上同時也增加定位臺階，保證防塵擋圈與軸承的準確定位；3)由普通鈑金改為碳鋼，增加了自身強度。采用新型防塵擋圈結構的轉盤軸承結構如圖2所示。改進前、后防塵擋圈結構對比如圖3所示。

1—外齒圈；2—密封圈；3—第2內圈；4—內圈；5—第2密封圈；6—新型防塵擋圈；7—副防塵擋圈圖2 新型防塵擋圈三排圓柱滾子轉盤軸承結構示意圖Fig.2 Structure diagram of three row cylindrical roller slewing bearing with new dustproof ring

圖3 改進前、后2種防塵擋圈結構對比Fig.3 Comparison between two types of dustproof rings before and after improvement

2.2 設計注意事項

對于直徑3 m以下的防塵擋圈，建議采用整體式設計，直徑3 m以上的防塵擋圈，建議設計一個接口，安裝時將接口焊接形成整體。新型防塵擋圈為鋼制圈，外形設計利用原防塵擋圈Z字形的剩余空間(圖3c)。2種防塵擋圈高度相同(h1=h2)，寬度b2比b1大2～3 mm，定位臺階寬度c一般取3 mm，定位臺階厚度a一般取2 mm。新型防塵擋圈仍采用M6螺釘與軸承連接，擋圈圓周平行度好，可適當減小其與副防塵擋圈的間隙，可將原擋灰圈軸向厚度e1增加2～3 mm。

2.3 優缺點

新型防塵擋圈有如下優點：1)制造精度高，與軸承配合緊密，定位良好；2)強度高，抗沖擊能力強；3)整體無接口或僅一個接口，降低了接口開裂的概率；4)增加了安裝定位結構，保證安裝精度和防塵擋圈的穩定性。

改進后軸承加工成本有所提高，制造成本增加量約占軸承總價的0.5%，而該類軸承由于尺寸較大，維修成本較高，一般拆卸維修費用會超過軸承自身價值。采用新型防塵擋圈所增加的成本可以接受。

3 使用效果

采用新型防塵擋圈的6397/4914轉盤軸承已運行數年，未發現異常現象，能夠滿足該類轉盤軸承的使用要求，降低了該類軸承發生早期失效的概率。該類新型防塵擋圈同樣可應用于132.50.5000.03，132.50.4000.03，131.50.3550.03等多個系列的轉盤軸承。