圓錐滾子軸承保持架支柱連接方式的改進(jìn)

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(jīng)常出現(xiàn)外圈端面對滾道的軸向跳動Sea嚴(yán)重超差等問題。經(jīng)分析認(rèn)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(jìn)行分析研究，從而采取相應(yīng)的改進(jìn)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(jìn)前保持架結(jié)構(gòu)

(1)保持架焊接過程中，由于高溫易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致軸承外圈端面對滾道的軸向跳動Sea嚴(yán)重超差，軸承回轉(zhuǎn)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(diào)整墊片控制(焊接前在保持架內(nèi)側(cè)端面均勻間隔擺放數(shù)個調(diào)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(chǎn)效率較低；

(3)焊接質(zhì)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(nèi)，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(hù)氣氛，大氣與高溫的熔焊區(qū)直接接觸，會使材料發(fā)生氧化，而且進(jìn)入熔焊區(qū)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(zhì)量。

基于上述原因，該加工方法很難滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求，必須進(jìn)行改進(jìn)。

2 改進(jìn)方案

為解決以上問題，采用電鉚機(jī)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(jìn)后的保持架如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后保持架結(jié)構(gòu)

根據(jù)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(jīng)計入支柱長度中，無需設(shè)計調(diào)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(jù)支柱直徑在保持架上設(shè)計合適的沉孔，使電鉚頭部分沉于孔內(nèi)。這種設(shè)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(jié)束語

采用改進(jìn)后的支柱連接方式，對不同規(guī)格多個批次的保持架進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方法操作便捷，提高了軸承成品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，適合大批量生產(chǎn)，對其他類型軸承也有借鑒意義。