圆锥滚子轴承保持架支柱连接方式的改进

张洁，姜岩

(西北轴承股份有限公司， 银川 750021)

装有支柱焊接保持架的特大型圆锥滚子轴承在成品精度检测时，经常出现外圈端面对滚道的轴向跳动Sea严重超差等问题。经分析认为是保持架在焊接过程中变形过大所致，为此，有必要对保持架的连接方式进行分析研究，从而采取相应的改进措施。

1 原因分析

特大型圆锥滚子轴承支柱焊接保持架如图1所示，其在焊接时主要存在如下问题：

图1 改进前保持架结构

(1)保持架焊接过程中，由于高温易产生变形，导致轴承外圈端面对滚道的轴向跳动Sea严重超差，轴承回转灵活性降低，从而使轴承工作过程中的滑动摩擦增大，使用寿命降低；

(2)保持架与滚子间的轴向间隙靠调整垫片控制(焊接前在保持架内侧端面均匀间隔摆放数个调整垫片，焊接后抽出)，而保持架的变形会使间隔间隙不均，而且生产效率较低；

(3)焊接质量受人为因素影响较大，焊接过程中焊渣容易掉入轴承组件内，难以清洗除去，会划伤接触表面，使轴承的振动、噪声增大，降低轴承使用寿命；

(4)如果没有保护气氛，大气与高温的熔焊区直接接触，会使材料发生氧化，而且进入熔焊区的氮、水蒸气等会在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，降低焊缝质量。

基于上述原因，该加工方法很难满足产品质量的要求，必须进行改进。

2 改进方案

为解决以上问题，采用电铆机铆合保持架支柱。即常温下采用电加热增加支柱头部塑性，然后利用上、下模具将支柱与保持架铆合。改进后的保持架如图2所示。

图2 改进后保持架结构

根据滚子长度、保持架与滚子间的轴向间隙、保持架宽度以及形成电铆头所需支柱长度计算出支柱的总长度，计算原理如图3所示。其计算公式为

图3 支柱长度示意图

式中：Lw为滚子长度；ε为滚子与保持架间的轴向间隙；Bc为保持架宽度 ；L′z为形成电铆头所需支柱长度。由此可知，轴向间隙已经计入支柱长度中，无需设计调整垫片，既保证了间隙均匀性，又简化了工艺。

电铆合保持架支柱解决了保持架变形的问题，因此，在相同外形尺寸下，电铆合保持架的宽度小于焊接保持架的宽度，滚子得以加长；另外可以根据支柱直径在保持架上设计合适的沉孔，使电铆头部分沉于孔内。这种设计除了使保持架变形得到有效控制外，还提高了轴承的承载能力。

3 结束语

采用改进后的支柱连接方式，对不同规格多个批次的保持架进行了试验验证，结果表明，该方法操作便捷，提高了轴承成品质量和生产效率，适合大批量生产，对其他类型轴承也有借鉴意义。