双半内圈四点接触球轴承保持架设计改进

刘志英，吕明莹，李艳红

(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)

符号说明

ac——保持架兜孔位置，mm

B——轴承宽度，mm

Bc——保持架总宽度，mm

C——保持架两兜孔中心间的距离，mm

d——轴承内径，mm

dc——保持架内径，mm

dc1——保持架台阶内径，mm

D——轴承外径，mm

Dc——保持架外径，mm

Dw——钢球直径，mm

E——凿口宽度，mm

M——凿口直径，mm

t——凿口深度，mm

α——兜孔斜面锥角

δ——锁量，mm

Δb——保持架兜孔直径，mm

Δb′——保持架内径处兜孔直径，mm

1 轴承结构特点

双半内圈四点接触球轴承为可分离型角接触球轴承，可承受径向和轴向联合载荷，也可承受纯轴向载荷。其可作为轴系的定位支承，这是与单列基本型角接触球轴承在功能上的根本区别。由于双半内圈是可分离的，装配时需在保持架内径面的兜孔相应部位添加凿口，两凿口位置要求对称，以增加兜孔对钢球的锁量，防止钢球散落，如图1所示。

保持架传统上采用如图2所示的结构，即根据等份数在径向钻通孔，装配时在兜孔内径面凿口，锁球，以防两半内圈分离后钢球从兜孔径向掉出，散落。

2 保持架原结构存在的不足

(1)凿口采用手工操作，很难达到对称要求。凿口的深度有很大的随机性，造成凿口深浅不一，进而造成兜孔锁量大小不一致，引起钢球在兜孔中的窜动量各不相同，轴承运转时噪声大。

1—外圈；2—钢球；3—半内圈；4—保持架

图2 原保持架结构

(2)在凿口的过程中保持架所受的冲击力由操作者随机控制，因保持架的材质为黄铜，力学性能较脆，时有发生凿口脱落和凿口处材质撕裂断口等现象，影响外观质量。

(3)在凿口的过程中，钢球在冲击力振动下，容易从兜孔振掉、脱落，为了锁住钢球还需在原处重复凿口。

(4)保持架在凿口过程中，因受外冲击力作用，容易再次发生变形，造成保持架外径与外圈内径发生接触摩擦，摩擦阻力较大，影响回转精度，同时引起轴承发热，影响使用寿命。

(5)保持架在凿口时，必须有2位操作者配合工作，劳动强度大，生产效率低。

(6)凿口锁住钢球是点接触，存在极大的不稳定性。轴承在使用中锁点极易磨损，维修拆卸时锁点易被损坏，导致钢球散落，使轴承无法重新装机使用。轴承的维修使用率较低，影响轴承的使用寿命。

3 改进思路

根据现有保持架结构存在的诸多不利因素，对保持架进行改进，改进后的保持架如图3所示。

图3 改进后兜孔结构

(1)在保持架引导外径面向内车一个凹槽，以减轻保持架的自身质量，两边的凸缘起引导作用，且引导接触面较小，减小摩擦阻力。

(2)保持架兜孔内带有一定的角度，根据环件上加工径向孔的特性，当兜孔加工到一定深度时，兜孔会自然在径向两对称的位置上留有一定的锁量，锁量的大小由兜孔的深浅决定。

(3)兜孔锁量的控制因两半对称锁量不易测量，每种规格的产品加工时用成品球来检测锁量的大小：一般取α=18°～23°，δ=0.5，即Δb′=Dw-0.5。

(4)保持架加工到成品后，因兜孔自带锁量，不用在保持架内径表面上凿口，合套时保持架不再受外力冲击，不会再次发生变形，保证了轴承在回转时保持架均匀地引导钢球转动，延长了轴承使用寿命，提高了产品质量，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。

(5)保持架兜孔的锁点是两半圆对称，能很好地沿着钢球的外轮廓锁住钢球，且具有较强的稳定性，锁扣不易磨损，同时能使钢球在兜孔中的窜动量保持一致，降低轴承在回转时的噪声。

4 结束语

此类保持架改进设计合理，经过对几种产品多次装机试验，质量稳定且性能可靠，延长了轴承的使用寿命，满足使用和设计要求，产品深受用户好评。