剖分式滾動軸承保持架連接方式

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)

相對于整體軸承，剖分式軸承在受限位置更易于安裝，能為主機設計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，與軸承相鄰的設備都不需要移開，能夠減少安裝軸承的總體時間并降低工作要求，從而極大地減少主機停機時間，提高生產效率。基于上述優點，剖分式軸承得到越來越多的應用[1-4]。

通常，剖分式軸承的保持架為兩半結構，裝機后再組裝連接。連接方式對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體的尺寸及數量，進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計的關鍵。

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位。在兩半保持架端面上增加銷連接，可以實現保持架的精確定位并防止保持架安裝后錯位。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倒角β，在保持架內徑連接處加工一個倒角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形彈性夾兩個夾緊面夾角為2α，根據所需夾緊力大小調節α角。其夾緊面下部加工高為h的凸臺，該凸臺和保持架連接后，與保持架內徑連接處的γ角形成自鎖點，可有效防止軸承在運轉過程中U形彈性夾脫落。

圖1 U形彈性夾結構示意圖

將兩半保持架組裝滾子后安裝在內圈上對接，將2個U形彈性夾分別插入圖2所示安裝位置處。未安裝時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形彈性夾結構如圖3所示。C形彈性夾通過兩側唇部的孔與安裝在兩半保持架上的圓柱銷進行配合，實現保持架的連接(圖4)。

圖3 C形彈性夾結構示意圖

1—滾動體；2—圓柱銷；3—兩半保持架；4—C形彈性夾；5—螺釘

C形彈性夾兩側唇部邊緣被沖壓成圓弧形，在安裝時其唇部能夠更容易的實現與圓柱銷的配合。為了能夠實現良好的連接效果，兩半保持架與C形彈性夾配合處的內、外徑面加工成平面。C形彈性夾與保持架內徑連接處設計成開口式，可以實現彈性夾在軸向對保持架的夾緊，有效防止安裝后兩半保持架發生錯位現象，為了增加彈性力，彈性夾開口處設計成λ1的夾角(圖3)。彈性夾唇部與水平方向有λ2的夾角，安裝后唇部發生彈性變形，從而與保持架內、外徑表面緊密貼合。

在保持架安裝時，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形彈性夾上對應的孔連接。為了防止在安裝過程中出現誤操作，把彈性夾碰掉遺失或漏進主機中造成不必要的損失，有時也在彈性夾一側的唇部上增加一個螺釘安裝孔(圖4)。C形彈性夾與一半保持架在銷連接的基礎上用螺釘固定，使得彈性夾始終與一半保持架連接。進行滾動軸承維護或更換時，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體組件。

由C形彈性夾裝配圖可以看出，彈性夾基本上是環包住保持架實現連接，為了防止C形彈性夾安裝后與軸承套圈或主機發生干涉，要在保持架端面加工出與彈性夾寬度L相對應的凹槽。由于在保持架端面及其內、外徑圓柱面加工出了安裝C形彈性夾的凹槽，此連接方式會削弱保持架連接處的強度。

對于小型剖分滾子軸承保持架，C形彈性夾兩側唇部可各采用一個銷孔，實現與圓柱銷連接。

3 彈性板連接

彈性板分為上、下2部分，上片結構如圖5和圖6所示；下片為平板結構。彈性板上片有上、下2個唇。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應位置有鉚釘孔，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 彈性板上片結構示意圖

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，能夠引導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，此時上下唇產生彈性變形，能防止上唇部松動造成與圓柱銷脫扣的現象。

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。在拆卸保持架滾動體組件時，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轉過程中的鉚合松動。

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。在一半保持架側梁端部鉆有通孔，與之相對的另一半保持架側梁端部鉆有螺紋孔，通過螺釘實現保持架的連接。軸承運轉過程中，連接螺釘主要承受拉伸力，如果兩半保持架連接不當，連接螺紋在工作壓力與離心力的作用下會出現螺紋滑牙返松現象，使保持架實際工作直徑變大，滾動體壓磨外圈并產生振動，加劇軸承損壞[5]。選用此連接方式時，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現連接。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 結束語

U形彈性夾連接利用彈性夾彈性力實現保持架的緊固連接，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現保持架的緊固，通過彈性元件與圓柱銷配合實現連接，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現緊固與連接，不同之處在于方式一中螺釘承受拉伸應力，而方式二中螺釘承受剪切應力。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越，多用于特大型剖分軸承保持架的連接。