軸承保持架動平衡夾緊模的改進

劉海波，黃 華

（哈爾濱軸承集團公司 航空航天軸承制造分廠，黑龍江哈爾濱150036）

1 前言

作為軸承四個構件之一的軸承保持架，其作用是把滾動體均勻地隔開，以避免它們相互碰撞，并引導滾動體正常運轉，防止它們脫落和改善軸承內部潤滑等功能。軸承高速運轉時保持架會由于材料組織不均勻，或保持架外形、結構的誤差而產生相當大的離心力，從而影響軸承的使用性能，所以部分軸承要求檢測保持架的動不平衡量。對于檢測值超過成品規定值的保持架，通常允許從兩端面或外圓表面去除材料，但去除深度不得超過規定值。

2 動平衡機CAB699的工作原理

轉子的重量平分在兩支架上，黑白反光紙粘于轉子上，工作時轉子不平衡量的角度位置傳送到轉子上，在該角度位置執行不平衡校正。對于一個圓柱形的剛性轉子，應進行雙面校正，即校正質量應在兩個平面上進行。

不平衡量=不平衡質量×半徑 (1)

以帶內臺階的某軸承保持架為例，其結構如圖1所示。成品要求其不平衡量不超過2g·cm,從兩端面去除材料，但去除深度不得超過0.4mm，邊緣要圓滑過渡。

3 改進前的動平衡夾緊模

改進前動平衡夾緊模為組合結構，以保持架外徑定位，材料為45#鋼，如圖2所示。

其工作原理：心軸與夾具過盈配合，夾具與保持架過渡配合。動平衡機的支點軸承于兩支點處帶動夾緊模旋轉，夾緊?？炕瑒幽Σ亮颖３旨苄D。

該方案的優點是心軸可以通用，測不同的保持架，只需更換夾具即可，不必一種保持架訂購一件心軸，從使用材料和訂貨數量的角度講，節約了工裝成本。

但其缺點是：

（1）更換夾具時容易破壞其與心軸的配合精度及各自的幾何精度。經過多次的裝配和拆卸，會使夾具和心軸的配合面磨損，尤其心軸一旦磨損，將影響到與其它夾具的配合精度；在裝配和拆卸的過程中需要用力，很容易破壞夾具的幾何精度。

（2）每更換一次夾具，都需重新檢測夾緊模的動不平衡量，并執行不平衡校正。這樣，第一延長了準備時間，第二對于同一夾具，由于每次裝配時與心軸存在角度位移及幾何變形，所以必然得重新校正、去除動不平衡量，更換多次之后，卡具的表面將被修磨得很不規則，影響外觀。

（3）夾具與保持架之間存在間隙，啟動和止動轉子時易產生周向位移，誤導操作者確定保持架不平衡量的角度位置。因為粘于轉子上的黑白反光紙的位置始終被視為零角度位置，工作時轉子不平衡量的角度位置傳送到轉子上，即平衡機顯示的角度是相對于零角度位置的，操作者沿著半徑方向間接確定保持架的角度位置。

（4）整個轉子的最大直徑是夾具的外徑，不是保持架的外徑，而去除動不平衡量是從保持架上去除，轉子的動不平衡量會累計給測量值，對測量值的準確性影響大。

由公式1可得公式2：

由于夾具的外徑大于保持架的外徑，所以檢測所得的不平衡質量值要小于實際的不平衡質量值。

4 改進后的動平衡夾緊模

改進后動平衡夾緊模為一體結構，以保持架內臺階面定位，在夾緊模的定位面加工出與保持架兜孔數目相同的凹槽，使內臺階懸于凹槽內。如圖3所示。

其工作原理：夾緊模與保持架過渡配合。動平衡機的軸承于兩支點處（支點同圖2）帶動夾緊模旋轉，夾緊?？炕瑒幽Σ亮1和凹槽的一個側面對內臺階的推力F2推動保持架旋轉，如圖4所示。

該方案的優點是：

（1）一體結構設計，避免了組裝結構的形位誤差，同時避免了再次使用同一夾緊模時重新校正、去除模具的動不平衡量。節約了準備時間，保留了模具良好的外觀。

（2）啟動和止動轉子時，夾緊模凹槽能對保持架內臺階限位，使夾緊模與保持架不會產生周向位移，操作者可以準確確定動不平衡量的角度位置。

（3）整個轉子的最大直徑是保持架的外徑，而去除動不平衡量恰是從保持架上去除，能夠保證測量值的準確性。

（4）夾緊模的材料選用GCr15，其剛性、耐損性都高于45#鋼，同時中間部位鏤空，極大地減小了轉子的重量。

（5）改進后的夾緊模的直徑小于改進前的，選擇加工棒料相對容易些，材料的價格也會相對低些。

當然其缺點是材料的利用率低。但是，與產品的質量相比，更應該追求產品的質量，而不是一味地控制工裝的成本。

5 結論

改進后的動平衡夾緊模，使檢測保持架的動不平衡量值更準確，避免了更換不同產品時重新校正夾緊模的動不平衡量，修磨去除材料的深度和次數大大減小了,從而提高了模具的使用壽命，也縮短了生產前的準備時間。該結構的動平衡夾緊?？梢酝茝V到其它帶內臺階的各類產品的動不平衡量檢測。