調心滾子軸承掉滾子原因分析

2021-02-07 軋機軸承
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  調心滾子軸承常見的三種結構,其中有兩種結構如下圖所示,內圈02均帶小擋邊,分布於兩端面,並且各有一裝滾子缺口,間隔180度,缺口的作用是便於裝入合適的滾子04。此類結構的保持架46或66一般採用黃銅材料。完成裝配成品後需檢查軸承迴轉靈活性,但轉動外圈01後發現有滾子從保持架中脫落,或在缺口處手稍加用力撥出,滾子沿缺口就脫離軸承。

圖1 調心滾子軸承結構

  調心滾子軸承裝配大致過程:將保持架46或66套在內圈02的外徑上,從內圈小擋邊的裝滾子缺口裝入合適滾子04,形成內圈組件,但每列對稱留一或兩個保持架兜孔空位,先不裝滾子。將內組件放入外圈01中,從缺口處在保持架兜孔空位再補裝同組滾子。而在檢查迴轉靈活時,有部分滾子從保持架中脫落,或在缺口處用手稍加用力,滾子就從缺口脫出,為此需要從軸承相關零件逐一進行分析,其分析歸納如下:


  ①軸承內圈小擋邊車加工的影響

  軸承內圈車加工小擋邊外徑按照產品圖紙要求為「-」公差,通常為-0.35~-0.15mm,而設計的缺口的深度尺寸一般只有基本尺寸,無公差。實際加工根據目前的工具機精度公差控制在±0.2mm範圍之內,而缺口深口尺寸測量是以小擋邊的外徑基準測量的(如下圖2)。油溝的深度尺寸公差根據目前加工行業標準按±0.15mm控制,這樣對於深度(小擋邊外徑至油溝中心的距離)淺的小擋邊,通常深度尺寸不超過3mm,實際加工中有可能產生公差累積疊加效應(擋邊外徑、缺口深度尺寸為最小尺寸,油溝深度為最大尺寸),最終造成滾子端面與擋邊接觸面積最小,有時接觸部位甚至接近油溝處。因此,在缺口處稍加用力將滾子沿缺口撥出。而對於較深擋邊,由於其本身與擋邊接觸面積較大,相對來說公差影響小,有時甚至可以忽略。

圖2 缺口深度測量方法


  ②軸承內圈小擋邊磨加工的影響

  軸承內圈磨加工小擋邊採用定程法磨削,有時發現有個別小擋邊磨後有黑皮。由於車加工的原因造成小擋邊磨加工餘量偏小或磨平面工序的非等量磨削,從而造成磨加工後仍有黑皮。通常將黑皮磨掉可正常下移,這樣造成小擋邊厚度偏小。而對於深度較淺的小擋邊,本身滾子端面與其接觸面積小,小擋邊過磨後滾子沿內圈軸向的距離增大,從而使滾子沿缺口較易脫出,如下圖3所示。

圖3 小擋過邊過磨


  ③軸承套圈滾道磨加工的影響

  軸承外圈磨加工滾道磨削,有時發現有個別磨後仍有黑皮。由於車加工和熱處理的原因造成磨加工餘量偏小或外滾道變形,從而造成磨加工後仍有黑皮。通常將外滾道過磨,黑皮磨掉可正常下移,這樣需要對內滾道欠磨以實現裝配工序的正常合套。這樣造成滾子組中心徑整體偏外,使滾子與擋邊的接觸部位偏外,在缺口處偏外後實際接觸面積偏小,從而使滾子沿缺口較易脫出。


  保持架加工通常在鑽床上鑽孔,通過等分模具的定位進行鑽孔加工。由於模具本身製造沒有專用的工具機加工,製造精度較低,另外由於有時平端面工序加工保持架基面平面度超差,造成兜孔加工深度尺寸不統一,一般通過調整工具機重新定位鑽孔,結果造成兜孔較深、兜孔直徑較大,從而裝入滾子後,滾子與保持架間隙大,而且沿保持架軸向竄動量大,最終在裝滿滾子後,滾子與保持架的整體間隙較大。在測試軸承迴轉很容易滾子從保持架脫落出來。另外測量保持架中心徑,通過測測量柱的距離控制,卡尺用力大小不一樣,支柱的歪斜程度也不一樣(支柱在兜孔所處的位置),因此最終測量尺寸只能作為參考,不能有效地反映中心徑的真實測量值。對於中大型軸承而言,因其擋邊一般較深,此種測量方法影響較小。而對於小型軸承,因其擋邊較淺,影響較大,有時實際中心徑偏大,而測量時卻合格,這樣的情況經常出現。中心徑偏大後,滾子組整體中心偏外,導致滾子與小擋邊接觸部位偏外,在缺口處偏外後實際接觸面積偏小,最終造成滾子從缺口脫出。



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