四列圆柱滚子轴承梳状保持架的改进

　　摘　要：针对四列圆柱滚子轴承在装填滚子时存在的问题，分析了轴承的结构，对梳状保持架进行了改进，从而减小了保持架外径对滚子的包容量，使问题得以解决。
　　关键词：四列圆柱滚子轴承；梳状保持架；锁量；包容量
　　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500mm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。 　　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0.5-1mm，即保持架外径D_c=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=D_w-△b。其中，D_w为滚子直径，△b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）占一般为6mm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。
　　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。 　　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D_c保持不变，只减小兜孔处的外径尺寸D_c1，且D_c与D_c1以30°角连接，以增强兜孔根部的强度。一般取D_cp-D_c1=10-13mm（D_cp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′=1-1.5mm，而设计要求的Z小锁量为1mm，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。