某型推力圓錐滾子軸承磨加工工藝改進

王金成，焦陽

(洛陽LYC軸承有限公司 技術中心，河南 洛陽 471039)

1 軸承結構特點及存在的問題

推力圓錐滾子軸承主要應用在重載、低速的重型機械設備中，對安裝精度要求較高，應保持軸圈和座圈良好的同軸度，否則將會因滾子與滾道接觸不良而使軸承過早損壞。

某型推力圓錐滾子軸承結構如圖1所示，其與常規雙向推力圓錐滾子軸承結構不同，具有2個結構各不相同的襯套，第1襯套與軸圈以過盈配合的形式裝配在一起；第2襯套與軸承可分離。其中，第1襯套(簡稱襯套，下同)和軸圈的磨加工精度是關鍵。該型號軸承初次加工后，試用僅1個月就出現了較嚴重的磨損，拆套后發現滾道與滾子工作面已發生局部剝落。

1—第1襯套；2—中隔圈；3—保持架；4—第2襯套；5—座圈；6—軸圈；7—滾子

2 原磨加工工藝分析

2.1 工藝路線

軸圈磨加工工藝路線為：初磨兩端面→初磨外徑面→初磨內徑面→回火穩定→終磨兩端面→終磨外徑面→終磨內徑面→配磨兩端面。

襯套磨加工工藝路線為：初磨兩端面→初磨外徑面→初磨臺階外徑面→初磨內徑面→回火穩定→終磨兩端面→終磨外徑面→終磨臺階外徑面→終磨內徑面→磨臺階端面。

2.2 問題分析

軸圈與襯套依原工藝流程磨加工后，采用電磁感應加熱，利用熱脹冷縮原理裝配在一起(熱裝法)。軸承裝機使用僅1個月即出現磨損，滾子工作面、軸圈端面以及座圈滾道局部磨損較嚴重。通過測量未安裝的同批次軸承，發現滾子工作面與滾道為部分接觸。分析認為：襯套與軸圈裝配后垂直度誤差過大是引起軸承磨損的主要原因。由于軸圈與襯套單獨進行加工，兩工件配合后很容易出現不同心現象；另外，襯套臺階端面的加工和測量均以寬端面為基準控制寬度變動量，無法保證臺階端面與軸圈端面的平行度。因此，目前的磨加工工藝路線無法保證滾子工作面與座圈滾道面和軸圈端面的正常接觸。

3 改進后工藝及實際加工效果

為了在嚴格控制襯套臺階端面與軸圈端面平行度的基礎上，保證軸圈與襯套的同軸度，最終控制襯套與軸圈有良好的垂直度。改進后的襯套磨加工工藝路線為：初磨窄端面→初磨寬端面→初磨外徑面→初磨臺階外徑面→初磨內徑面→回火穩定→終磨兩端面→終磨外徑面→終磨臺階外徑面→磨臺階端面→與軸圈熱裝后終磨內徑面。軸圈工藝路線不變。

采用改進后工藝路線終磨襯套內徑面時，由于軸圈和襯套熱裝成一體，因此加工時可以以軸圈端面為基準面，以襯套外徑面定位，實現了測量基準與加工工藝基準的統一，在工藝上保證了襯套內徑面與軸圈端面的垂直度。軸承裝配完成后，著色刮研檢測滾子工作面與座圈滾道面以及軸圈端面是否正常接觸。

通過調整襯套的磨加工工藝路線，保證了滾子與軸圈的良好接觸。用戶安裝使用改進工藝制造的軸承超過1年，運行狀態正常。