鄭世育,溫春國,趙培振
(山東金帝精密機械科技股份有限公司,山東 聊城 252000)
圓錐滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)受滾子和內(nèi)圈小擋邊的影響,裝配前需經(jīng)擴張工序,強制保持架孔梁發(fā)生彎曲變形,以便順利裝入滾子和內(nèi)圈(圖1)。裝配時再使用收縮模收縮保持架過梁,使保持架恢復(fù)到原設(shè)計的終加工狀態(tài),并保證軸承正確合套。
圖1 收縮模具
由于擴張和收縮過程都是由模具強制保持架發(fā)生彎曲變形,收縮后保持架很難恢復(fù)到原設(shè)計的終加工狀態(tài),過梁的彎曲和收直影響其強度。經(jīng)測量驗證,收縮后保持架壓坡面素線與初始狀態(tài)發(fā)生了較明顯的變化(圖2和圖3)。該變化直接影響了滾子與保持架壓坡面的接觸狀態(tài),影響軸承的游隙和旋轉(zhuǎn)靈活性等質(zhì)量指標(biāo)[1],會大大縮短重載軸承的使用壽命。
圖2 擴張前壓坡面素線
圖3 收縮后壓坡面素線
基于圓錐軸承筐形保持架的結(jié)構(gòu)和裝配特點,通過改進保持架窗孔結(jié)構(gòu),設(shè)計成免擴張的結(jié)構(gòu)。不需經(jīng)擴張和收縮工序,即可達到與目前圓錐滾子軸承同樣的裝配效果。
新結(jié)構(gòu)保持架主要適用于大端外徑Dc>200 mm的圓錐滾子軸承,特別對于保持架大端外徑Dc≥300 mm的重載圓錐滾子軸承,使用效果顯著。
改變原筐形保持架窗孔形狀,將保持架窗孔靠近小端一側(cè)寬度Kb2增大(圖4),窗孔大端寬度Kb1、窗孔長度Lc與原保持架設(shè)計相同,圖中
Lc1=Lc/3。
(1)
圖4 改進后保持架窗孔形狀
滾子組內(nèi)徑Fw(圖5)分為使用滾子組內(nèi)徑Fw1和裝配用滾子組內(nèi)徑Fw2,F(xiàn)w1與原保持架設(shè)計相同,Fw2=軸承內(nèi)圈小擋邊直徑+(1.0~1.5) mm。Kb2需依據(jù)裝配用滾子組公稱內(nèi)徑Fw2進行調(diào)整。
圖5 滾子組公稱內(nèi)徑
正常工作時滾子與保持架壓坡面大端三分之二的長度接觸,以保證軸承正常的游隙。裝配時滾子與保持架壓坡面小端三分之一的長度接觸(圖6),可以使小端滾子組內(nèi)徑增大,便于裝配。
裝配時先將滾子放入保持架窗孔內(nèi),然后將內(nèi)圈放入滾子與保持架組件中。由于滾子組內(nèi)徑比內(nèi)圈小擋邊小1.0~1.5 mm,自然狀態(tài)下內(nèi)圈無法落下(圖7),需將整個組件抬高一定高度,然后自然下落,依靠組件重力慣性及保持架的彈性變形,內(nèi)圈可順利裝入,形成一個完整的組件。
圖6 滾子與壓坡面接觸區(qū)域
圖7 裝配示意圖
保持架在裝配過程中未發(fā)生塑性變形,裝配后不影響軸承的游隙、保持架窗孔長度、保持架高度等參數(shù),提高了批次內(nèi)軸承游隙的穩(wěn)定性,同時節(jié)省了收縮用裝配設(shè)備。
免擴張圓錐滾子軸承保持架適用于大端外徑Dc>200 mm的保持架。裝配過程無需擴張和收縮模具,未改變軸承的其他組件結(jié)構(gòu),方便簡單,且裝配后保持架仍然維持在原設(shè)計終加工狀態(tài),便于檢驗數(shù)據(jù)的可追溯性,保證了軸承游隙的穩(wěn)定,提高了軸承的整體質(zhì)量。
該保持架已成功應(yīng)用于軋機用圓錐滾子軸承LM761649及77779中。裝配后單件軸承游隙變化量小于0.20 mm,批次內(nèi)軸承游隙變化量小于0.30 mm,軸承旋轉(zhuǎn)靈活,無異響,取得了滿意的效果。