圓錐滾子軸承免擴(kuò)張筐形保持架設(shè)計及應(yīng)用

鄭世育，溫春國，趙培振

(山東金帝精密機(jī)械科技股份有限公司，山東 聊城 252000)

1 現(xiàn)有圓錐滾子軸承保持架特點(diǎn)及存在的問題

圓錐滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)受滾子和內(nèi)圈小擋邊的影響，裝配前需經(jīng)擴(kuò)張工序，強(qiáng)制保持架孔梁發(fā)生彎曲變形,以便順利裝入滾子和內(nèi)圈(圖1)。裝配時再使用收縮模收縮保持架過梁，使保持架恢復(fù)到原設(shè)計的終加工狀態(tài)，并保證軸承正確合套。

圖1 收縮模具

由于擴(kuò)張和收縮過程都是由模具強(qiáng)制保持架發(fā)生彎曲變形，收縮后保持架很難恢復(fù)到原設(shè)計的終加工狀態(tài)，過梁的彎曲和收直影響其強(qiáng)度。經(jīng)測量驗(yàn)證，收縮后保持架壓坡面素線與初始狀態(tài)發(fā)生了較明顯的變化(圖2和圖3)。該變化直接影響了滾子與保持架壓坡面的接觸狀態(tài)，影響軸承的游隙和旋轉(zhuǎn)靈活性等質(zhì)量指標(biāo)[1]，會大大縮短重載軸承的使用壽命。

圖2 擴(kuò)張前壓坡面素線

圖3 收縮后壓坡面素線

2 免擴(kuò)張圓錐滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用

基于圓錐軸承筐形保持架的結(jié)構(gòu)和裝配特點(diǎn)，通過改進(jìn)保持架窗孔結(jié)構(gòu)，設(shè)計成免擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)。不需經(jīng)擴(kuò)張和收縮工序，即可達(dá)到與目前圓錐滾子軸承同樣的裝配效果。

新結(jié)構(gòu)保持架主要適用于大端外徑Dc>200 mm的圓錐滾子軸承，特別對于保持架大端外徑Dc≥300 mm的重載圓錐滾子軸承，使用效果顯著。

2.1 設(shè)計原理

改變原筐形保持架窗孔形狀，將保持架窗孔靠近小端一側(cè)寬度Kb2增大(圖4),窗孔大端寬度Kb1、窗孔長度Lc與原保持架設(shè)計相同，圖中

Lc1=Lc/3。

(1)

圖4 改進(jìn)后保持架窗孔形狀

滾子組內(nèi)徑Fw(圖5)分為使用滾子組內(nèi)徑Fw1和裝配用滾子組內(nèi)徑Fw2，F(xiàn)w1與原保持架設(shè)計相同,Fw2=軸承內(nèi)圈小擋邊直徑+(1.0～1.5) mm。Kb2需依據(jù)裝配用滾子組公稱內(nèi)徑Fw2進(jìn)行調(diào)整。

圖5 滾子組公稱內(nèi)徑

正常工作時滾子與保持架壓坡面大端三分之二的長度接觸，以保證軸承正常的游隙。裝配時滾子與保持架壓坡面小端三分之一的長度接觸(圖6)，可以使小端滾子組內(nèi)徑增大，便于裝配。

2.2 裝配方式

裝配時先將滾子放入保持架窗孔內(nèi)，然后將內(nèi)圈放入滾子與保持架組件中。由于滾子組內(nèi)徑比內(nèi)圈小擋邊小1.0～1.5 mm，自然狀態(tài)下內(nèi)圈無法落下(圖7),需將整個組件抬高一定高度，然后自然下落，依靠組件重力慣性及保持架的彈性變形，內(nèi)圈可順利裝入，形成一個完整的組件。

圖6 滾子與壓坡面接觸區(qū)域

圖7 裝配示意圖

保持架在裝配過程中未發(fā)生塑性變形，裝配后不影響軸承的游隙、保持架窗孔長度、保持架高度等參數(shù)，提高了批次內(nèi)軸承游隙的穩(wěn)定性，同時節(jié)省了收縮用裝配設(shè)備。

3 結(jié)束語

免擴(kuò)張圓錐滾子軸承保持架適用于大端外徑Dc>200 mm的保持架。裝配過程無需擴(kuò)張和收縮模具，未改變軸承的其他組件結(jié)構(gòu)，方便簡單，且裝配后保持架仍然維持在原設(shè)計終加工狀態(tài)，便于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可追溯性,保證了軸承游隙的穩(wěn)定，提高了軸承的整體質(zhì)量。

該保持架已成功應(yīng)用于軋機(jī)用圓錐滾子軸承LM761649及77779中。裝配后單件軸承游隙變化量小于0.20 mm，批次內(nèi)軸承游隙變化量小于0.30 mm，軸承旋轉(zhuǎn)靈活，無異響，取得了滿意的效果。