姜長英

(鐵道部駐大連車輛驗收室，遼寧 大連 116300)

殘磁對鐵路軸承滾子的質(zhì)量有很大的影響，必須使其減弱甚至消除。因此，分析殘磁對鐵路軸承滾子質(zhì)量的影響很有意義。

1 殘磁的影響分析

1.1 對沖壓滾子毛坯外觀質(zhì)量的影響

滾子原材料在沖壓成形前，長條料經(jīng)過加工，殘磁一般都在5～15 mT，當(dāng)切成幾十毫米料段后殘磁約在3～10 mT(表1)。在切料過程中會產(chǎn)生很多金屬屑，由于殘磁的存在，一部分金屬屑被吸附在料段的兩端。壓成滾子后有的金屬屑被擠壓在滾子端面或外徑面上，而80%的金屬屑被擠壓在滾子倒角處形成墊傷，熱處理時金屬屑脫落，在倒角處出現(xiàn)許多墊傷坑，嚴(yán)重影響滾子外觀質(zhì)量，甚至導(dǎo)致滾子報廢。實際生產(chǎn)中統(tǒng)計沖壓墊傷最多時占批量的70%，到成品時廢品率達(dá)3%～4%。

表1 棒料及料段的殘磁 mT

1.2 對滾子軟磨質(zhì)量的影響

殘磁對滾子軟磨端面的質(zhì)量影響較大，如果滾子在軟磨雙端面時殘磁較大，磨削雙端面時吸附的金屬屑隨滾子進(jìn)入雙端面盤套中，易劃傷滾子外徑表面；另一方面由于滾子磨削雙端面時是靠滾子外徑與盤套內(nèi)徑定位，殘磁的存在會影響定位，進(jìn)而微量影響滾子的基準(zhǔn)端面圓跳動和兩端面的平行度。

1.3 對清潔度的影響

滾子殘磁較大時，會使金屬屑、砂輪磨損顆粒等雜物吸附在滾子表面上難以洗凈，影響軸承清潔度。

1.4 對磨削滾子外徑表面粗糙度的影響

滾子殘磁較大時，雜質(zhì)被吸附在滾子外徑表面上，造成磨削劃傷；同時殘磁較大會使?jié)L子在金屬導(dǎo)輪和上、下刀板間運行時產(chǎn)生阻力矩，影響滾子轉(zhuǎn)動靈活性，因此使其外徑表面粗糙度受到影響。分別對精磨、終磨滾子在不同殘磁狀態(tài)下進(jìn)行了磨加工試驗，結(jié)果如表2和表3所示。

為了保證試驗的準(zhǔn)確性，表2和表3中的3個規(guī)格的滾子在外徑面加工前直徑相互差、角度差等項目都是經(jīng)過測量的合格產(chǎn)品，而且磨量相同。從表2和表3試驗結(jié)果可以得出：滾子殘磁較大時，滾子外徑面精磨、終磨后的表面粗糙度值較大；殘磁較小時，滾子外徑面精磨、終磨后的表面粗糙度值也較小，但其影響不十分突出。如果綜合精磨和終磨外徑面這2個工序，其影響程度約在0.02～0.08 μm。在試驗中還發(fā)現(xiàn)部分殘磁較大的滾子大、小端表面粗糙度值不均，精磨影響在0.02～0.05 μm；終磨影響在0.01～0.04 μm。殘磁較小的滾子兩端表面粗糙度值相差較小(0～0.03 μm)。滾子長度大于30 mm的兩端表面粗糙度值相差較大。滾子直徑大小和磨削前殘磁的大小對加工后滾子表面粗糙度的影響大小也不同?？傊?，試驗說明殘磁的存在影響滾子磨加工的表面粗糙度。

從表2和表3還可以看出，圓錐滾子和圓柱滾子在精磨和終磨加工時，表面粗糙度受殘磁影響的大小也略有不同，圓錐滾子略大一些，這是因為圓錐滾子磨削采用金屬導(dǎo)輪所致。

表2 殘磁對滾子精磨外徑表面粗糙度的影響

表3 殘磁對滾子終磨外徑表面粗糙度的影響

1.5 對滾子超精質(zhì)量的影響

滾子在超精時如果殘磁較大，則清潔度難以保證，使一些雜質(zhì)隨滾子進(jìn)入超精區(qū)域，當(dāng)積存較多時就會堵塞油石孔隙，使油石切削性能變差，從而造成超精瘤或外徑表面劃傷，影響滾子表面質(zhì)量。

1.6 殘磁對滾子測量精度的影響

同一套軸承中滾子直徑相互差過大會影響軸承使用壽命。實際生產(chǎn)中有時由于滾子殘磁較大，吸附在其表面的雜質(zhì)沒有清理干凈，將影響直徑尺寸、角度及凸度等測量的準(zhǔn)確性。尤其是使用滾子直徑分選機(jī)進(jìn)行尺寸分選，這方面影響體現(xiàn)得更為明顯。

2 改進(jìn)建議及方案

減弱或消除滾子殘磁的最好方法是交流退磁法，即使帶有殘磁的滾子或原材料在交變磁場中受到一個幅值遞增而方向變化的磁場作用，使?jié)L子的殘磁減弱到最低程度。在滾子的加工過程中應(yīng)采取下述3次退磁。

(1)滾子原材料備料過程中，在拔絲機(jī)入口處安裝一臺退磁機(jī)，實現(xiàn)退磁、拔絲一次完成。由于在原材料拔絲前的校直和荒磨外徑過程產(chǎn)生的殘磁最大可達(dá)250 mT，因此退磁機(jī)產(chǎn)生磁場必須足夠強(qiáng)大，以便使材料磁疇能克服所遇到的最高勢壘，實現(xiàn)磁矩重新取向，消除或減弱殘磁。

(2)滾子在球基面磨削完成后進(jìn)行退磁，以減弱磨削時滾子在磁盤上引進(jìn)的殘磁。

(3)涂油包裝后進(jìn)行成盒退磁，減弱精、終磨加工中產(chǎn)生的殘磁。

通過3次隨機(jī)退磁，可消除滾子頑固殘磁不易退凈的現(xiàn)象，避免了重復(fù)充磁而形成的復(fù)雜影響，從而使?jié)L子殘磁控制在0.2 mT以下。為了減小殘磁對滾子質(zhì)量的影響，還應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的殘磁量。磨削圓錐滾子球基面時，推薦采用立式無磁磨床，從根本上杜絕滾子加工設(shè)備磁盤引進(jìn)的殘磁。

3 結(jié)束語

本例只對鐵路軸承滾子進(jìn)行試驗，驗證殘磁對其質(zhì)量的影響程度。同時應(yīng)當(dāng)指出，殘磁對其他軸承用滾子同樣會造成不良影響，實際生產(chǎn)中應(yīng)采取相應(yīng)措施消除或減弱滾子殘磁。