王長興，蘇軍偉，曲新靜

(1. 河北銀河軸承有限公司，河北 邯鄲 056000；2. 洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039)

相對(duì)于整體軸承，剖分式軸承在受限位置更易于安裝，能為主機(jī)設(shè)計(jì)提供更大的彈性空間，軸和其他相鄰部件通常能被簡化而不損失性能。在更換軸承時(shí)，與軸承相鄰的設(shè)備都不需要移開，能夠減少安裝軸承的總體時(shí)間并降低工作要求，從而極大地減少主機(jī)停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。基于上述優(yōu)點(diǎn)，剖分式軸承得到越來越多的應(yīng)用[1-4]。

通常，剖分式軸承的保持架為兩半結(jié)構(gòu)，裝機(jī)后再組裝連接。連接方式對(duì)保持架的尺寸空間有一定的要求，不同的連接方式往往影響到軸承滾動(dòng)體的尺寸及數(shù)量，進(jìn)而影響軸承的使用性能。因此，采用合理的連接方式就成為剖分軸承保持架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

1 U形彈性夾連接

U形彈性夾如圖1所示。其采用彈性良好的鋼材加工，寬度L與保持架開槽寬度L′(圖2)一致，可防止兩保持架安裝后錯(cuò)位。在兩半保持架端面上增加銷連接，可以實(shí)現(xiàn)保持架的精確定位并防止保持架安裝后錯(cuò)位。安裝前U形彈性夾張口寬度S小于安裝尺寸，為方便安裝，在半保持架安裝口處加工一個(gè)倒角β，在保持架內(nèi)徑連接處加工一個(gè)倒角γ(圖2)，使其可與保持架連接后形成自鎖。U形彈性夾中間為圓弧，圓弧半徑R與保持架中部和彈性夾連接處圓弧半徑大小一致。U形彈性夾兩個(gè)夾緊面夾角為2α，根據(jù)所需夾緊力大小調(diào)節(jié)α角。其夾緊面下部加工高為h的凸臺(tái)，該凸臺(tái)和保持架連接后，與保持架內(nèi)徑連接處的γ角形成自鎖點(diǎn)，可有效防止軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中U形彈性夾脫落。

圖1 U形彈性夾結(jié)構(gòu)示意圖

將兩半保持架組裝滾子后安裝在內(nèi)圈上對(duì)接，將2個(gè)U形彈性夾分別插入圖2所示安裝位置處。未安裝時(shí)U形夾張口寬度為S，安裝后張口寬度為S′(S

1—滾子；2—兩半保持架；3—U形彈性夾安裝位置

2 C形彈性夾連接

C形彈性夾結(jié)構(gòu)如圖3所示。C形彈性夾通過兩側(cè)唇部的孔與安裝在兩半保持架上的圓柱銷進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)保持架的連接(圖4)。

圖3 C形彈性夾結(jié)構(gòu)示意圖

1—滾動(dòng)體；2—圓柱銷；3—兩半保持架；4—C形彈性夾；5—螺釘

C形彈性夾兩側(cè)唇部邊緣被沖壓成圓弧形，在安裝時(shí)其唇部能夠更容易的實(shí)現(xiàn)與圓柱銷的配合。為了能夠?qū)崿F(xiàn)良好的連接效果，兩半保持架與C形彈性夾配合處的內(nèi)、外徑面加工成平面。C形彈性夾與保持架內(nèi)徑連接處設(shè)計(jì)成開口式，可以實(shí)現(xiàn)彈性夾在軸向?qū)Ρ３旨艿膴A緊，有效防止安裝后兩半保持架發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象，為了增加彈性力，彈性夾開口處設(shè)計(jì)成λ1的夾角(圖3)。彈性夾唇部與水平方向有λ2的夾角，安裝后唇部發(fā)生彈性變形，從而與保持架內(nèi)、外徑表面緊密貼合。

在保持架安裝時(shí)，C形彈性夾首先和其中的一半保持架配合，然后推壓另一半保持架使得圓柱銷與C形彈性夾上對(duì)應(yīng)的孔連接。為了防止在安裝過程中出現(xiàn)誤操作，把彈性夾碰掉遺失或漏進(jìn)主機(jī)中造成不必要的損失，有時(shí)也在彈性夾一側(cè)的唇部上增加一個(gè)螺釘安裝孔(圖4)。C形彈性夾與一半保持架在銷連接的基礎(chǔ)上用螺釘固定，使得彈性夾始終與一半保持架連接。進(jìn)行滾動(dòng)軸承維護(hù)或更換時(shí)，只需用螺絲刀撬開彈性夾唇部，即可使彈性夾與圓柱銷脫離連接，從而拆卸掉保持架滾動(dòng)體組件。

由C形彈性夾裝配圖可以看出，彈性夾基本上是環(huán)包住保持架實(shí)現(xiàn)連接，為了防止C形彈性夾安裝后與軸承套圈或主機(jī)發(fā)生干涉，要在保持架端面加工出與彈性夾寬度L相對(duì)應(yīng)的凹槽。由于在保持架端面及其內(nèi)、外徑圓柱面加工出了安裝C形彈性夾的凹槽，此連接方式會(huì)削弱保持架連接處的強(qiáng)度。

對(duì)于小型剖分滾子軸承保持架，C形彈性夾兩側(cè)唇部可各采用一個(gè)銷孔，實(shí)現(xiàn)與圓柱銷連接。

3 彈性板連接

彈性板分為上、下2部分，上片結(jié)構(gòu)如圖5和圖6所示；下片為平板結(jié)構(gòu)。彈性板上片有上、下2個(gè)唇。上唇與水平面夾角為θ1，下唇與垂直面夾角為θ2，上下唇原始夾角θ<90°。彈性板上片固定端鉚釘孔用于和其中一半保持架固定。彈性板寬度L1應(yīng)稍小于保持架兜孔長度，下唇寬度約為0.25L1，下唇長度H2約為保持架徑向厚度的一半。彈性板下片與彈性板上片固定端對(duì)應(yīng)位置有鉚釘孔，用于鉚合彈性板上、下片。

圖5 彈性板上片三維立體視圖

圖6 彈性板上片結(jié)構(gòu)示意圖

彈性板上、下片通過鉚釘固定于一半保持架端部(圖7)，上、下片彈性板邊緣均沖壓成圓弧狀，在裝配另一半保持架時(shí)，能夠引導(dǎo)彈性板與圓柱銷配合。兩半保持架與彈性板配合的表面均加工成平面，當(dāng)彈性板上片與保持架配合后，上、下唇夾角θ′大于原始夾角θ，此時(shí)上下唇產(chǎn)生彈性變形，能防止上唇部松動(dòng)造成與圓柱銷脫扣的現(xiàn)象。

1—鉚釘；2—彈性板上片；3—銷釘；4—滾子；5—彈性板下片 6—半保持架

半保持架的銷孔為通孔，圓柱銷長度略大于保持架徑向厚度與彈性板板厚之和，與保持架通孔成過渡配合，彈性板下片可以防止圓柱銷下沉。在拆卸保持架滾動(dòng)體組件時(shí)，可以使用螺絲刀撬開彈性板上唇，也可以利用工具按壓圓柱銷，彈性板下片產(chǎn)生彈性變形，圓柱銷下沉與彈性板上片上唇部脫扣。此外，采用此類型連接的保持架的材料一般為黃銅，材料較軟，通過彈性板上、下片鉚合固定可以消除軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的鉚合松動(dòng)。

4 螺釘連接

4.1 方式一

此方式的保持架連接裝配如圖8所示。在一半保持架側(cè)梁端部鉆有通孔，與之相對(duì)的另一半保持架側(cè)梁端部鉆有螺紋孔，通過螺釘實(shí)現(xiàn)保持架的連接。軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，連接螺釘主要承受拉伸力，如果兩半保持架連接不當(dāng)，連接螺紋在工作壓力與離心力的作用下會(huì)出現(xiàn)螺紋滑牙返松現(xiàn)象，使保持架實(shí)際工作直徑變大，滾動(dòng)體壓磨外圈并產(chǎn)生振動(dòng)，加劇軸承損壞[5]。選用此連接方式時(shí)，通常要在連接處涂抹螺紋緊固膠以避免銅螺紋滑牙返松。

1—滾子；2—半保持架；3—螺釘

4.2 方式二

此方式的保持架連接裝配如圖9所示。兩半保持架通過螺釘緊固連接片實(shí)現(xiàn)連接。螺釘主要承受剪切力，能夠避免螺紋滑牙。為增加螺釘連接的強(qiáng)度，通常與兩半保持架端面的銷連接組合使用(圖9)。螺釘連接片可采用45#鋼制造。

1—螺釘；2—連接板；3—圓柱銷

5 結(jié)束語

U形彈性夾連接利用彈性夾彈性力實(shí)現(xiàn)保持架的緊固連接，是小型、加工空間不足等剖分軸承保持架連接的首選方案。

C形彈性夾和彈性板連接利用彈性元件彈性形變后的彈性力實(shí)現(xiàn)保持架的緊固，通過彈性元件與圓柱銷配合實(shí)現(xiàn)連接，這就要求保持架要有足夠的配合空間，因此常用于大型剖分軸承保持架的連接。

2種螺釘連接方式均利用螺紋實(shí)現(xiàn)緊固與連接，不同之處在于方式一中螺釘承受拉伸應(yīng)力，而方式二中螺釘承受剪切應(yīng)力。這2種螺釘連接方式相比前3種連接方式的緊固性能更優(yōu)越，多用于特大型剖分軸承保持架的連接。