滑轮轴承内圈锁紧辗压机构的设计

吴浩，邓杰，赵玲权，张娟

(浙江天马轴承股份有限公司 技术中心，杭州 310015)

1 前言

滑轮轴承是圆柱滚子轴承的一种特殊应用，其结构如图1所示。因特殊的使用要求，滑轮轴承需要承受持续的高载荷，所以滑轮轴承一般设计采用双列满装滚子结构。滑轮轴承双半内圈通常采用固定环连接锁紧，目前主要有冲压锁紧和车床辗压锁紧2种方法，存在的不足为：

图1 滑轮轴承结构简图

(1)装配质量不稳定，装配过程中容易产生磕碰伤，导致套圈变形；存在锁不紧现象，导致装配后内圈仍然能够产生相对运动。

(2)冲压锁紧模具的利用率较低，需要反复修整模具。

(3)车床辗压锁紧机构的加工效率较低。

鉴于此，设计了滑轮轴承锁紧辗压机构，并在生产应用中验证了该装置的可行性。

2 辗压装置

设计的锁紧辗压机构如图2所示。4个支撑杆紧固在底座上，为压块机构上下移动提供导向。推进电动机为步进电动机，由上升和下降2个按钮控制，常按按钮电动机快速上升或快速下降，松开按钮则电动机停止运转；每点动一下按钮，电动机带动丝杠上升或下降0.1 mm，便于压力微调。当推进电动机工作时，推进杆转动，带动压块机构推动辗压杆向下运动，在辗压杆上安装辗压轮，辗压轮按照产品结构设计，同时，整个辗压机构推进过程中通过气动装置固定的辗压电动机转动，带动辗压轮转动，使固定环成形，锁紧双半内圈。辗压结构如图3所示。

1—滑轮轴承；2—辗压杆；3—压块机构；4—底座；5—推进电动机；6—推进杆；7—支撑杆；8—辗压轮；9—支撑轴承；10—辗压电动机；11—V形楔块图2 滑轮轴承锁紧辗压机构示意图

1—辗压轮；2—辗压杆；3—双半内圈；4—固定环图3 辗压结构示意图

工作时，首先将压块机构退到上限位置，将已安装好固定环的滑轮轴承放置在V形楔块上，辗压轮和辗压杆穿入轴承内孔，使辗压轮的牙槽落入装固定环的槽内，下调压块机构将压块上的V形槽对准支撑轴承；当V形槽压紧支撑轴承时，开始缓慢旋转辗压杆，一边旋转辗压杆一边使压块向下运动，给辗压轮向下的压力，通过计算辗压行程，确定辗压的结束位置。试辗压结束后，测试成品轴承的旋转灵活性、内径圆度、平行差等指标，若各项指标均符合设计要求，则可以确定辗压杆的进给速度、行程以及辗压轮的转动速度。考虑到辗压过程中固定环的成形过程、材料的性能和尺寸以及轴承的型号等因素，辗压过程可分为预辗和精辗2个过程，分别选用不同的辗压参数，合理的参数设置可以确保辗压的质量稳定性和加工效率。辗压过程结束后，装置自动复位，更换轴承，实现快速辗压锁紧。

3 辗压轮的设计

对滑轮轴承结构和辗压机理进行研究，在确保模具安装使用方便和高效利用、高精度的基础上，设计的辗压轮结构如图4所示。

图4 辗压轮结构

辗压轮采用模具钢Cr12MoV，并采用低淬低回的热处理工艺，提高硬度和耐磨性。辗压轮工作斜面采用圆弧结构，减小了模具与固定环的接触面积，弥补了因模具的加工误差而导致的辗压不紧的问题，同时也减小了辗压力，提高了成品轴承的装配质量。

4 应用效果

应用该辗压机构对滑轮轴承双半内圈进行锁紧，选取3个型号轴承，对辗压机构改进前、后的应用结果进行对比，见表1。由表可知，使用改进后的辗压机构，产品精度提高，质量更加稳定，加工效率大大提高。而且改进设计的辗压机构更换轴承(型号)方便，操作简单，若想进一步降低制造成本，可将机构中的推进步进电动机和辗压电动机更换成手轮，进行手动操作。

表1 对比试验结果