李華偉,董玉雪,姜子洋
(瓦房店軸承集團有限責任公司 工程中心,遼寧 瓦房店 116300)
近年來,為滿足調心滾子軸承在齒輪箱、鼓風機、造紙、鋼鐵、船舶、煤礦機械、電力等行業的各種機械設備中的廣泛應用,對軸承的承載能力和轉速、壽命的要求也越來越高,傳統的CA型軸承在其結構上受內圈擋邊的限制,在軸承的有限空間無法加長滾子和增加數量。為滿足和提高軸承的性能要求,引進了國外CC型調心滾子軸承技術,其特點是內圈無擋邊,中擋邊用活擋圈代替,每套軸承中裝有2個鋼板沖壓保持架。
1)保持架采用鋼板沖壓結構,大大減輕了保持架重量,有效降低保持架的轉動慣量,對滾子自由度影響很小,提高軸承的極限轉速。
2) 保持架窗孔采用點鎖防止滾子脫落,并在鎖點上壓坡;為增加保持架強度,表面進行磷化或碳氮共滲處理工藝。
3)能容許放入更多、更長、直徑更大的滾子,使軸承額定動靜載荷提高,延長軸承的使用壽命。
4)對鎖點采用一次壓坡,產品精度高;同時使用2個保持架的軸承旋轉靈活性高于CA型軸承。
CC型保持架設計結構及實物如圖1~圖3所示。

圖1 CC型保持架整體結構圖

圖2 CC型保持架斜坡結構圖

圖3 CC型保持架與中隔圈實物圖
在內圈無擋邊情況下使每列滾子裝沖壓保持架,保持架窗孔有鎖點防止滾子脫落。在有活動的中隔圈情況下滾子與內圈滾道實現了自行引導,中隔圈采用含油粉末冶金制成,可改善潤滑。保持架在鎖點處有斜坡,并增高鎖點相對滾子中心位置的高度,使滾子有一定的旋轉間隙量,運行平穩,減少了滾子磨損。
由于CC型調心滾子軸承的內圈無擋邊,比CA型更易實現高精度的加工(P5以上)與裝配,每套軸承裝有2個保持架,運行效果比CA型結構好,滾子個數可增加1~2個,額定載荷增加10%左右。
以22232CA/W33與22232CC/W33軸承為例進行額定熱轉速對比試驗,試驗載荷P=Fr=64.5 kN,外圈溫升不允許超過50 ℃,采用L-FC32油強力循環潤滑,試驗機型號為ABLT-4,2種保持架軸承各試驗8套,試驗數據見表1。

表1 額定熱轉速試驗結果
以22232CA與22232CC軸承為例進行壽命試驗,試驗載荷Fr=151.99 kN,轉速n=900 r/min,采用L-FC32油強力循環潤滑,試驗機型號為ABLT-4,2種保持架軸承各試驗8套,試驗數據見表2。

表2 壽命試驗結果 h
依據二參數Weibull分布函數,采用最佳線性不變估計方法對表2的試驗數據進行處理,得到的壽命指標數據見表3。

表3 2種保持架軸承壽命指標
(1)CC型保持架軸承由于無中擋邊,兩體沖壓保持架結構,運轉性能好,在控制相同溫升的情況下,CC型保持架軸承的轉速要比CA型保持架軸承提高20%。
(2)CC型保持架軸承相對于CA型保持架軸承滾動體數可以增加1~2粒,L10t壽命可提高10%,L50t壽命提高16%。
由于軸承結構和保持架的改進,使CC型保持架調心滾子軸承相對于CA型保持架調心滾子軸承在轉速性能和使用壽命方面均有了很大的提高,以鋼板沖壓保持架替代黃銅保持架,節約了成本,所以CC型保持架調心滾子軸承值得推廣應用。