深溝球軸承安裝中幾種常見問題與改進

夏奇志

(無錫市華通微型軸承廠 技術部，江蘇 無錫 214037)

在旋轉機構中，軸承作為旋轉部件決定著機構的旋轉精度、性能和壽命。軸承的安裝和使用對軸承的精度、性能和壽命同樣起關鍵的作用。文中分析常規軸承在安裝過程中出現的一些問題，并提出改進措施，以減少軸承的不當安裝對其精度、性能等的影響。

1 安裝原則

軸承在安裝過程中一般應遵循以下原則：

(1)軸承安裝到軸上時，軸向作用力應施加在內圈端面上，不得施加在外圈端面上并通過外滾道、滾動體、內滾道將力傳遞到內圈，使內圈與軸相對運動進行安裝。

(2)軸承安裝到軸承座內時，軸向作用力應施加在外圈端面上，不得施加在內圈端面上并通過內滾道、滾動體、外滾道將力傳遞到外圈，使外圈與座孔相對運動進行安裝。

若違背以上原則，則會導致軸承性能下降，甚至過早失效。

2 存在的問題及改進措施

(1)將軸承裝入軸承座內時，直接壓內圈端面。在圖1中，上模頭壓軸承內圈端面，將其安裝到軸承座內。上模頭施加的作用力通過內溝道、鋼球、外溝道的順序傳遞到外圈上，這樣鋼球會在溝道接近擋邊處沖擊出微小凹坑，從而破壞溝道的精度，軸承工作時會出現較大的噪聲和振動。

1—上模頭；2—軸承；3—軸承座

為此，對安裝方法進行了改進，如圖2所示。上模頭對外圈端面施加作用力，安裝過程中，由于施加的安裝力由外圈承受，鋼球沒有傳遞壓力，因而溝道不會破壞。

1—上模頭；2—軸承；3—軸承座

(2)利用一副壓模分2次把軸承安裝到軸承座和軸上。不恰當的安裝方法如圖3所示。首先，將軸承安裝到軸承座內時，由于下模凸臺與內圈端面間存在一定間隙(此時假設內、外圈寬度相等或外圈寬度大于內圈寬度)，鋼球沒有傳遞壓力，安裝方法合理(圖3a)。但隨后在將偏心塊的軸端安裝到軸承內孔時(圖3b)，由于下模凸臺沒有支撐軸承內圈端面，因此，安裝過程中壓在偏心塊上的力通過鋼球傳遞到了外圈上，使軸承溝道接近擋邊處產生微小凹坑，從而破壞了溝道的精度。在圖3中，如果內圈寬度大于外圈寬度時，安裝偏心塊的軸端到軸承內孔時不會出現問題，但軸承裝入軸承座中時會出現上述類似問題。

圖3 原模具

為了避免這種損傷，對模具進行了改進，如圖4所示。安裝軸承到軸承座內時，軸承沒有損傷。把偏心塊軸端安裝到軸承內孔時，由于凸臺的高度比軸承座的H尺寸大0.4 mm左右，因此壓力全由內圈承受，鋼球不傳遞壓力，不會損傷軸承。

圖4 改進后模具

(3)轉子兩端軸承一次安裝。如圖5所示，由于模具設計不合理，在安裝過程中會損傷溝道。上軸承安裝時，鋼球不傳遞壓力，然而下軸承安裝時，壓在轉子上的力會通過內圈和鋼球傳遞到外圈上，使溝道在接近擋邊處產生微小凹坑，從而破壞軸承溝道的精度。

1—上模頭；2—上軸承；3—固定架；4—轉子；5—下模；6—下軸承

為了避免這種損傷，對模具進行了改進，如圖6所示。在下模內增加一個凸臺墊圈，讓其支撐軸承內圈的端面，這樣鋼球就不會傳遞壓力，從而避免了軸承的安裝損傷。

1—上模頭；2—上軸承；3—固定架；4—轉子；5—下模；6—下軸承；7—凸臺墊圈

(4)安裝密封軸承時軸承座形成密封腔。采用圖7所示結構的模具將密封深溝球軸承裝入軸承座時，由于軸承外徑與軸承座之間為過渡配合，同時上模頭的定芯與軸承內徑之間的間隙過小(0.015 mm左右)，在軸承被瞬間快速壓下時，密封腔內的空氣不能順利地通過上模定芯和軸承內徑間的間隙排出，于是高壓空氣會從密封圈與套圈密封牙口間的間隙排到上模內，從而造成密封圈從套圈密封牙口內脫落，使軸承失去密封性能而過早失效。

1—上模頭；2—軸承；3—密封腔；4—軸承座

針對這種情況，對上模進行了改進，結構如圖8所示。將上模定芯銑出一個小平面，并在上模上鉆4個呈十字交叉的排氣孔，這樣密封腔內的空氣就能夠順利地經排氣通道排出，避免了密封圈的脫落。

1—上模頭；2—軸承；3—密封腔；4—軸承座

3 結束語

據相關統計，70%以上軸承失效的原因是安裝使用不當造成的，因此在安裝時必須盡可能采用合理的工裝模具及方法，減少軸承的損傷及不必要的返工，從而降低生產成本。