呂明瑩，張國琴，劉志英

(西北軸承股份有限公司 技術(shù)中心，銀川 750021)

用于石油鉆采設(shè)備大型轉(zhuǎn)盤上的特大型推力角接觸球軸承在工作過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲較大及回轉(zhuǎn)精度較低等問題。分析其出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)該軸承的保持架是主要影響因素。目前，推力角接觸球軸承保持架還沒有統(tǒng)一的專用設(shè)計(jì)方法，大多依據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，但其存在諸多問題?，F(xiàn)分析特大型推力角接觸球軸承保持架結(jié)構(gòu)存在的問題，并對(duì)其進(jìn)行合理改進(jìn)。

1 存在問題

該保持架存在以下2個(gè)問題。(1)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為車制黃銅實(shí)體保持架，由于軸承軸向空間有限，保持架寬度(軸向尺寸)較小，不易增設(shè)鎖球點(diǎn)(圖1)，在正確安裝軸承下，保持架會(huì)因自身重力作用落在套圈端面上，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中保持架和套圈間會(huì)產(chǎn)生摩擦，這不僅導(dǎo)致保持架磨損，出現(xiàn)早期疲勞失效，而且導(dǎo)致軸承的噪聲值嚴(yán)重超標(biāo)。

圖1 改進(jìn)前保持架結(jié)構(gòu)圖

上述3類軸承的模擬試驗(yàn)情況見表3。試驗(yàn)表明，滾滑軸承不僅具有高速性，而且承載能力大，壽命也較長。相對(duì)滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承來說，滾滑軸承具有良好的綜合性能。

表3 試驗(yàn)對(duì)比

推力角接觸球軸承屬于可分離型結(jié)構(gòu)，如果保持架不增設(shè)鎖球點(diǎn)，軸承極易散套，給軸承的生產(chǎn)裝配和拆卸維修帶來不便。(2)采用傳統(tǒng)鉆通孔的方式加工兜孔(圖1)，對(duì)鉆孔精度要求較高，合套后很容易出現(xiàn)個(gè)別鋼球落不到溝道上，從而影響軸承的工作性能。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)以上問題，對(duì)傳統(tǒng)的車制黃銅實(shí)體保持架進(jìn)行如下改進(jìn)。

(1)將原平板形實(shí)體保持架改為階梯形結(jié)構(gòu)(圖2)，在兜孔處加三點(diǎn)鎖球設(shè)計(jì)。這樣，軸承在裝機(jī)使用時(shí)無論是反向還是正向放置，均不會(huì)出現(xiàn)保持架落在座圈或軸圈端面的情況，并與其保留一定間隙，從根本上解決了軸承旋轉(zhuǎn)精度低，噪聲大，易磨損等系列問題。

圖2 改進(jìn)后保持架結(jié)構(gòu)圖

(2)將鉆通孔改為雙向鉆階梯孔，有效解決了設(shè)備的加工精度制約保持架兜孔加工精度的問題，降低了保持架的加工難度，保證了保持架兜孔中心的加工精度及軸承良好的回轉(zhuǎn)性能。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

圖3所示為鑿口后的保持架形狀和兜孔。各參數(shù)計(jì)算如下：

圖3 鑿口后的保持架形狀和兜孔

保持架高度Hc為

Hc=K1Dw，

式中：K1為系數(shù)(Dw≤16 mm時(shí)，K1=0.55；Dw≥16 mm時(shí)，K1=0.5)；Dw為鋼球直徑。

保持架外徑Dc為

Dc=Dcp+K2Dw，

式中：Dcp為保持架中心圓直徑；K2為系數(shù)(Dw≤16 mm時(shí)，K2=1.35；Dw≥16 mm時(shí)，K2=1.25)。

保持架內(nèi)徑dc為

dc=2Dcp-Dc。

中國傳統(tǒng)花鳥畫中的色彩都是盡量達(dá)到畫面平面性的效果。尤其是傳統(tǒng)工筆畫，在線描定稿后一般要進(jìn)行分染罩染，以確定具體物體的陰陽向背的關(guān)系，但是和素描的觀點(diǎn)不同，中國畫畫面中的色彩是平面型的，提煉概括后是沒有高光和投影的，這種提煉后的平面性色彩更具有獨(dú)特韻味，其表現(xiàn)力和感染力能使觀者達(dá)到一種很高的理想境界的感受。

斜坡面與軸心線的夾角θ=45°；保持架斜坡高度H1，H2為

H1=H2=[Hc-(0.5～0.6)Hc]/2=[(0.4～0.5)Hc]/2。

保持架斜坡外徑D1為

D1=Dcp+(0.75～0.8)Dw，

保持架斜坡內(nèi)徑d1為

d1=Dcp-(0.75～0.8)Dw，

保持架兜孔鎖球的鑿口深度t為

t=K3Dw，

式中：K3為系數(shù)，取值見表1。

保持架兜孔鎖球的兩鑿口間的距離M為

M=Dw+3t,

保持架兜孔鎖球的鑿口寬度E為

E=K4Dw，

式中：K4為系數(shù)，取值見表1。

表1 系數(shù)K3和K4的取值

保持架兜孔鎖球的鑿口角度φ=30°。

4 結(jié)束語

改進(jìn)后的保持架采用了階梯形結(jié)構(gòu)，在兜孔處增加了三點(diǎn)鎖球設(shè)計(jì)，并且兜孔由雙向鉆削加工為階梯孔。改進(jìn)后的保持架通過5617/520等多種特大型軸承的驗(yàn)證，解決了軸承裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的噪聲大、回轉(zhuǎn)精度較低等問題，滿足了主機(jī)用戶的使用要求。