深沟球轴承安装中几种常见问题与改进

夏奇志

(无锡市华通微型轴承厂 技术部，江苏 无锡 214037)

在旋转机构中，轴承作为旋转部件决定着机构的旋转精度、性能和寿命。轴承的安装和使用对轴承的精度、性能和寿命同样起关键的作用。文中分析常规轴承在安装过程中出现的一些问题，并提出改进措施，以减少轴承的不当安装对其精度、性能等的影响。

1 安装原则

轴承在安装过程中一般应遵循以下原则：

(1)轴承安装到轴上时，轴向作用力应施加在内圈端面上，不得施加在外圈端面上并通过外滚道、滚动体、内滚道将力传递到内圈，使内圈与轴相对运动进行安装。

(2)轴承安装到轴承座内时，轴向作用力应施加在外圈端面上，不得施加在内圈端面上并通过内滚道、滚动体、外滚道将力传递到外圈，使外圈与座孔相对运动进行安装。

若违背以上原则，则会导致轴承性能下降，甚至过早失效。

2 存在的问题及改进措施

(1)将轴承装入轴承座内时，直接压内圈端面。在图1中，上模头压轴承内圈端面，将其安装到轴承座内。上模头施加的作用力通过内沟道、钢球、外沟道的顺序传递到外圈上，这样钢球会在沟道接近挡边处冲击出微小凹坑，从而破坏沟道的精度，轴承工作时会出现较大的噪声和振动。

1—上模头；2—轴承；3—轴承座

为此，对安装方法进行了改进，如图2所示。上模头对外圈端面施加作用力，安装过程中，由于施加的安装力由外圈承受，钢球没有传递压力，因而沟道不会破坏。

1—上模头；2—轴承；3—轴承座

(2)利用一副压模分2次把轴承安装到轴承座和轴上。不恰当的安装方法如图3所示。首先，将轴承安装到轴承座内时，由于下模凸台与内圈端面间存在一定间隙(此时假设内、外圈宽度相等或外圈宽度大于内圈宽度)，钢球没有传递压力，安装方法合理(图3a)。但随后在将偏心块的轴端安装到轴承内孔时(图3b)，由于下模凸台没有支撑轴承内圈端面，因此，安装过程中压在偏心块上的力通过钢球传递到了外圈上，使轴承沟道接近挡边处产生微小凹坑，从而破坏了沟道的精度。在图3中，如果内圈宽度大于外圈宽度时，安装偏心块的轴端到轴承内孔时不会出现问题，但轴承装入轴承座中时会出现上述类似问题。

图3 原模具

为了避免这种损伤，对模具进行了改进，如图4所示。安装轴承到轴承座内时，轴承没有损伤。把偏心块轴端安装到轴承内孔时，由于凸台的高度比轴承座的H尺寸大0.4 mm左右，因此压力全由内圈承受，钢球不传递压力，不会损伤轴承。

图4 改进后模具

(3)转子两端轴承一次安装。如图5所示，由于模具设计不合理，在安装过程中会损伤沟道。上轴承安装时，钢球不传递压力，然而下轴承安装时，压在转子上的力会通过内圈和钢球传递到外圈上，使沟道在接近挡边处产生微小凹坑，从而破坏轴承沟道的精度。

1—上模头；2—上轴承；3—固定架；4—转子；5—下模；6—下轴承

为了避免这种损伤，对模具进行了改进，如图6所示。在下模内增加一个凸台垫圈，让其支撑轴承内圈的端面，这样钢球就不会传递压力，从而避免了轴承的安装损伤。

1—上模头；2—上轴承；3—固定架；4—转子；5—下模；6—下轴承；7—凸台垫圈

(4)安装密封轴承时轴承座形成密封腔。采用图7所示结构的模具将密封深沟球轴承装入轴承座时，由于轴承外径与轴承座之间为过渡配合，同时上模头的定芯与轴承内径之间的间隙过小(0.015 mm左右)，在轴承被瞬间快速压下时，密封腔内的空气不能顺利地通过上模定芯和轴承内径间的间隙排出，于是高压空气会从密封圈与套圈密封牙口间的间隙排到上模内，从而造成密封圈从套圈密封牙口内脱落，使轴承失去密封性能而过早失效。

1—上模头；2—轴承；3—密封腔；4—轴承座

针对这种情况，对上模进行了改进，结构如图8所示。将上模定芯铣出一个小平面，并在上模上钻4个呈十字交叉的排气孔，这样密封腔内的空气就能够顺利地经排气通道排出，避免了密封圈的脱落。

1—上模头；2—轴承；3—密封腔；4—轴承座

3 结束语

据相关统计，70%以上轴承失效的原因是安装使用不当造成的，因此在安装时必须尽可能采用合理的工装模具及方法，减少轴承的损伤及不必要的返工，从而降低生产成本。