雙半內圈四點接觸球軸承保持架設計改進

劉志英，呂明瑩，李艷紅

(1.西北軸承股份有限公司，銀川 750021；2.銀川污水處理有限公司，銀川 750004)

符號說明

ac——保持架兜孔位置，mm

B——軸承寬度，mm

Bc——保持架總寬度，mm

C——保持架兩兜孔中心間的距離，mm

d——軸承內徑，mm

dc——保持架內徑，mm

dc1——保持架臺階內徑，mm

D——軸承外徑，mm

Dc——保持架外徑，mm

Dw——鋼球直徑，mm

E——鑿口寬度，mm

M——鑿口直徑，mm

t——鑿口深度，mm

α——兜孔斜面錐角

δ——鎖量，mm

Δb——保持架兜孔直徑，mm

Δb′——保持架內徑處兜孔直徑，mm

1 軸承結構特點

雙半內圈四點接觸球軸承為可分離型角接觸球軸承，可承受徑向和軸向聯合載荷，也可承受純軸向載荷。其可作為軸系的定位支承，這是與單列基本型角接觸球軸承在功能上的根本區別。由于雙半內圈是可分離的，裝配時需在保持架內徑面的兜孔相應部位添加鑿口，兩鑿口位置要求對稱，以增加兜孔對鋼球的鎖量，防止鋼球散落，如圖1所示。

保持架傳統上采用如圖2所示的結構，即根據等份數在徑向鉆通孔，裝配時在兜孔內徑面鑿口，鎖球，以防兩半內圈分離后鋼球從兜孔徑向掉出，散落。

2 保持架原結構存在的不足

(1)鑿口采用手工操作，很難達到對稱要求。鑿口的深度有很大的隨機性，造成鑿口深淺不一，進而造成兜孔鎖量大小不一致，引起鋼球在兜孔中的竄動量各不相同，軸承運轉時噪聲大。

1—外圈；2—鋼球；3—半內圈；4—保持架

圖2 原保持架結構

(2)在鑿口的過程中保持架所受的沖擊力由操作者隨機控制，因保持架的材質為黃銅，力學性能較脆，時有發生鑿口脫落和鑿口處材質撕裂斷口等現象，影響外觀質量。

(3)在鑿口的過程中，鋼球在沖擊力振動下，容易從兜孔振掉、脫落，為了鎖住鋼球還需在原處重復鑿口。

(4)保持架在鑿口過程中，因受外沖擊力作用，容易再次發生變形，造成保持架外徑與外圈內徑發生接觸摩擦，摩擦阻力較大，影響回轉精度，同時引起軸承發熱，影響使用壽命。

(5)保持架在鑿口時，必須有2位操作者配合工作，勞動強度大，生產效率低。

(6)鑿口鎖住鋼球是點接觸，存在極大的不穩定性。軸承在使用中鎖點極易磨損，維修拆卸時鎖點易被損壞，導致鋼球散落，使軸承無法重新裝機使用。軸承的維修使用率較低，影響軸承的使用壽命。

3 改進思路

根據現有保持架結構存在的諸多不利因素，對保持架進行改進，改進后的保持架如圖3所示。

圖3 改進后兜孔結構

(1)在保持架引導外徑面向內車一個凹槽，以減輕保持架的自身質量，兩邊的凸緣起引導作用，且引導接觸面較小，減小摩擦阻力。

(2)保持架兜孔內帶有一定的角度，根據環件上加工徑向孔的特性，當兜孔加工到一定深度時，兜孔會自然在徑向兩對稱的位置上留有一定的鎖量，鎖量的大小由兜孔的深淺決定。

(3)兜孔鎖量的控制因兩半對稱鎖量不易測量，每種規格的產品加工時用成品球來檢測鎖量的大小：一般取α=18°～23°，δ=0.5，即Δb′=Dw-0.5。

(4)保持架加工到成品后，因兜孔自帶鎖量，不用在保持架內徑表面上鑿口，合套時保持架不再受外力沖擊，不會再次發生變形，保證了軸承在回轉時保持架均勻地引導鋼球轉動，延長了軸承使用壽命，提高了產品質量，減輕了工人的勞動強度，提高了生產效率。

(5)保持架兜孔的鎖點是兩半圓對稱，能很好地沿著鋼球的外輪廓鎖住鋼球，且具有較強的穩定性，鎖扣不易磨損，同時能使鋼球在兜孔中的竄動量保持一致，降低軸承在回轉時的噪聲。

4 結束語

此類保持架改進設計合理，經過對幾種產品多次裝機試驗，質量穩定且性能可靠，延長了軸承的使用壽命，滿足使用和設計要求，產品深受用戶好評。