3MT4300系列圓錐滾子球基面有磁貫穿磨床隔離盤的設(shè)計

林炳成

（福建省永安軸承有限責(zé)任公司，福建 永安 366000）

圓錐滾子球基面加工質(zhì)量影響軸承的振動、噪聲、溫升、旋轉(zhuǎn)靈活性以及使用壽命等。3MT4300系列圓錐滾子球基面磨床有磁貫穿成形砂輪通過磨削是一種高效率的磨削圓錐滾子球形基面的方法，屬于“成形-軌跡”法。其中，隔離盤和磁盤均會對滾子球基面的加工精度產(chǎn)生影響，隔離盤設(shè)計制造時，要注意使圓錐滾子軸心線通過隔離盤中心，且齒槽的工作面表面質(zhì)量要好。

1 3MT4300系列滾子球基面磨床磨削原理

圓錐滾子球基面有磁貫穿磨床加工原理［1］如圖1所示。滾子經(jīng)過送料機(jī)導(dǎo)向沿彈簧軟管進(jìn)入下料嘴，隔離盤每轉(zhuǎn)過一齒，一粒滾子由送料器送入磁盤錐面（錐面角度與滾子的角度相同）和隔離盤齒形槽中；隨著隔離盤轉(zhuǎn)動，滾子經(jīng)圍板進(jìn)入磨削區(qū)。

圖1 圓錐滾子球基面有磁貫穿磨床工作原理Fig.1 Working principle of magnetic through grinder for spherical reference surface of tapered roller

磁盤吸附滾子，磁盤轉(zhuǎn)速比隔離盤快，且兩者旋轉(zhuǎn)方向相反，在隔離盤的阻推下，磁盤旋轉(zhuǎn)時以摩擦力帶動滾子作快速旋轉(zhuǎn)。砂輪置于磁盤和隔離盤的側(cè)面，砂輪素線修整成半徑為R的內(nèi)凹圓弧形，其水平徑向內(nèi)的中心與隔離盤的回轉(zhuǎn)中心重合，即滾子球基面的曲率中心。隔離盤與磁盤的回轉(zhuǎn)中心并不重合，而是特意設(shè)計一個偏心量，只要偏心方向選擇合適，就可以使磁盤對滾子的摩擦力在滾子軸向（隔離盤徑向）的分力將滾子推向砂輪，也就是磨削時的軸向進(jìn)給力。

磨削時除了砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動即切削主運(yùn)動外，還有隔離盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和滾子軸向的進(jìn)給運(yùn)動，滾子自轉(zhuǎn)和砂輪圓弧素線的聯(lián)合作用形成滾子端部球基面，隨著隔離盤的轉(zhuǎn)動，逐步完成球基面的磨削。當(dāng)滾子轉(zhuǎn)到出口處，碰到下料擋板，迫使?jié)L子沿?fù)醢逍泵媛涞浇恿瞎苤?，滾子加工結(jié)束。

2 隔離盤的設(shè)計

2.1 RSR＝D w/（2sinβ）時

RSR為圓錐滾子球基面半徑；Dw為圓錐滾子大端公稱直徑；β為滾子半錐角。

隔離盤設(shè)計制造時，齒槽的工作面延長線要通過隔離盤的回轉(zhuǎn)中心，使圓錐滾子球基面有磁貫穿成形砂輪貫穿磨削時，圓錐滾子軸心線通過隔離盤中心，以符合3MT4300系列磨床的工作原理。隔離盤結(jié)構(gòu)如圖2所示，各參數(shù)確定方法如下［2］。

圖2 隔離盤結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of spacing disk

1）外徑D

式中：D為隔離盤外徑；n為間隙，取0.5～2 mm。為了避免等分齒工作基面磨損后產(chǎn)生臺階，n值稍大于滾子大端倒角軸向尺寸。

2）等分齒深度H

式中：lw為滾子長度。

3）等分齒角度α

等分齒角度α必須大于被磨削滾子的圓錐角2β，使?jié)L子在隔離盤中有足夠的間隙，以保證滾子的正常旋轉(zhuǎn)（α與β無計算關(guān)系）。

例：32217圓錐滾子的圓錐角2β為4°，大端直徑Dw＝18.233 mm，球基面半徑RSR＝261.221 mm，則RSR0＝Dw/（2sinβ）＝18.233/（2sin 2°）＝261.221，即RSR＝RSR0，則等分齒角度α取為4°30′。

4）厚度B

根據(jù)具體需求，隔離盤厚度有6，8 mm等尺寸。

2.2 RSR≠D w/（2sinβ）時

為使圓錐滾子球基面有磁貫穿成形磨削時，圓錐滾子軸心線通過隔離盤中心，隔離盤設(shè)計制造時，齒槽的工作面延長線與隔離盤的回轉(zhuǎn)中心應(yīng)有一定偏心量e（圖3）。圖中，O1為隔離盤中心。

圖3 齒槽工作面延長線與隔離盤回轉(zhuǎn)中心的位置Fig.3 Position of extension line on working surface of cogging and center of rotation of spacing disk

1）RSR＜RSR0

e＝O1O2×sinβ＝（RSR0-RSR）sinβ＝［Dw/（2sinβ）-RSR］sinβ，且隔離盤中心在隔離盤齒槽工作面延長線的下方。

2）RSR＞RSR0

在圓錐滾子軸承設(shè)計中，一般不采用。同理e＝（RSR-RSR0）sinβ＝［RSR-Dw/（2sinβ）］sinβ，且隔離盤中心在隔離盤齒槽工作面延長線的上方。

3 應(yīng)用舉例

以33118C圓錐滾子為例，已知：Dw＝15.75 mm，RSR＝249 mm，β＝1°30′，則RSR0＝Dw/（2sinβ）＝15.75/（2sin 1°30′）＝300.84 mm。

由于RSR＜RSR0，因此，設(shè)計制造33118C圓錐滾子隔離盤時，齒槽的工作面延長線與隔離盤的回轉(zhuǎn)中心應(yīng)有一偏心量e，即e＝［RSR0-RSR］sinβ＝［Dw/（2sinβ）-RSR］sinβ＝（300.84-249）sin 1°30′＝1.36 mm，且隔離盤中心在隔離盤齒槽工作面延長線的下方。