四列圆柱滚子轴承梳状保持架的改进

刘志英，李艳红，吕明莹

（1.西北轴承股份有限公司，银川 750021；2.银川污水处理有限公司，银川 750004）

1 轴承结构

轧机用四列圆柱滚子轴承的结构一般分为FC，FCD及FCDP 3种形式。外径在500 mm以内的四列圆柱滚子轴承多为FC和FCD型，FC型结构如图1所示。保持架一般采用梳状黄铜实体保持架，如图2所示。

图1 FC型四列圆柱滚子轴承

图2 改进前的梳状保持架

该类型轴承内圈可互换，外圈、滚子和保持架组成外组件，与内圈可分离。外圈双挡边，其中一侧挡边设计有装填槽。在轴承运转过程中，为了防止滚子从滚道掉出，装填槽的设计深度对滚子具有一定的锁量。保持架为外圈挡边内径引导，引导间隙一般为0.5～1 mm，即保持架外径Dc＝D2-（0.5～1）mm。其中，D2为外圈挡边内径。

2 存在的问题

轴承装配时，一列滚子需要从外圈装填槽装入滚道，如图3中F向所示。保持架对滚子的锁量（径向）δ＝Dw-Δb。其中，Dw为滚子直径，Δb为保持架兜孔外径处的宽度。由于保持架外径对滚子的包容量较大，保持架对滚子的锁量（径向）δ一般为6 mm左右；因此，滚子装填过程中受到这些因素的限制，装填较为困难，常常需要用铜锤敲击使其进入。这也使得装填过程中出现以下问题：（1）外滚道面有严重的卡伤，并且因卡伤在内部，无法消除；（2）滚子端面对保持架兜孔靠外径面处的内壁有瞬间较大的铲切力，造成轴承内部存在脱落的铜屑，影响轴承的内部工作环境，对轴承的回转精度造成严重影响，降低了轴承的使用寿命。而且滚子装填时，工人的劳动强度较大，生产效率较低。

图3 轴承内部结构关系图

3 结构改进

通过对四列圆柱滚子轴承的结构分析可知，滚子装入的难易程度取决于：（1）外圈挡边装填槽锁量的大小；（2）保持架外径对滚子包容量的大小。为避免轴承工作时滚子从装填槽处掉出，外圈挡边对滚子的锁量一般是不能减小的；所以要降低装填滚子的难度，就只能通过减小保持架外径对滚子的包容量来实现。改进后的梳状保持架如图4所示。

图4 改进后的梳状保持架

如图4所示，为了不影响外圈挡边内径对保持架的引导作用，保持架引导处的外径尺寸Dc保持不变，只减小兜孔处的外径尺寸Dc1，且Dc与Dc1以30°角连接，以增强兜孔根部的强度。一般取Dcp-Dc1＝10～13 mm（Dcp为保持架兜孔中心径），此时保持架外径面对滚子的包容量明显减小，此时保持架对滚子的锁量δ′＝1～1.5 mm，而设计要求的最小锁量为1 mm，满足要求。

4 结束语

保持架结构改进后，从根本上解决了原有结构存在的问题，提高了轴承的回转灵活性，延长了轴承的使用寿命。对产品的装配进行跟踪验证可知，滚子的装填难度明显降低，滚子对滚道的划伤改善明显，劳动强度降低，生产效率得以提高。同时，改进减轻了自身质量，降低了制造成本。