多列圆柱滚子轴承装配压杆设计

王长兴¹，陈彦仲¹，吉微¹，曲新静¹，郭辉力²

（1.河北银河轴承有限公司，河北邯郸　056000；2.洛阳大华重型机械有限公司，河南洛阳　471000）

　　摘　要：利用杠杆原理，设计了多列圆柱滚子轴承装配压杆，介绍了装配压杆的结构及操作方法，并分析了轴承滚子装配过程中的装配力。通过压杆装配轴承滚子可以减少或消除滚道压痕，降低员工劳动强度，提高工作效率。

　　关键词：多列圆柱滚子轴承；装配；压杆；工作原理

　　双列、四列圆柱滚子轴承大都采用单爪式或双爪式实体保持架。外圈带双挡边或内圈带双挡边的多列圆柱滚子轴承在套圈一侧挡边上铣削有滚子装配缺口，此类轴承，特别是特大型轴承，目前大多轴承生产企业在圆柱滚子轴承装配时，大多采用铜锤或橡胶锤敲击滚子端面，有些中小型轴承则直接用手压装滚子，先装挡边无缺口一侧，然后压装有缺口一侧^[1]。滚子的硬度一般高于套圈的硬度，在压装过程中容易划伤滚道或使保持架变形^[2]，严重时会出现鳞状划伤，直接造成轴承套圈报废。合理的轴承装配工艺，能够Z大限度消除由于滚子装配划伤滚道给轴承的正常运转带来的隐患。

　　1　滚子装配压杆

　　本例设计的圆柱滚子轴承装配压杆，其结构如图1所示。固定支杆为中空钢管，紧固在底座上，为整个压杆结构提供稳固的支撑；活动支杆通过螺钉固定在支杆上，在固定支杆孔内可以调节活动支杆的高度，使压杆适应不同高度轴承装配的需要；横梁为螺杆结构，利用螺帽固定在活动支杆端部；装配压杆一端加工有孔，与横梁铰接在一起；弹簧挡圈安装在横梁中部的环形槽内，防止压杆的蹿动；压头通过焊接或螺纹连接安装在压杆上，压头上安装胶木块或橡胶垫，防止在压装过程中划伤滚子端面；橡胶套套装在压杆手柄部位。装配压杆所有部件均可拆卸，便于安装、更换和储存。对于批量大的轴承，可以把装配压杆设计为固定结构，即除压杆与横梁铰接外，其余零件均可以焊接到一起以降低压杆的制作周期及成本。

　　滚子装配压杆工作原理如图2所示。将无缺口一侧已安装好滚子的轴承平放在底座上，首先试装带缺口侧滚子，试调轴承与压杆的相对位置，将压杆压头抵住滚子端面中心向下按压。若压装力合适，可直接进行装配；若压装力稍大，则可以在滚子倒角处涂润滑脂，这样既可以防止用力过大造成保持架变形导致的滚子卡死，又可以减小滚子与滚道接触面的摩擦力。试装配结束后，滚子与压杆压头的相对位置已经确定，开始压装时压杆压头可以迅速抵住滚子中心，实现轴承滚子的快速装配。

　　2　滚子装配受力分析

　　用敲击方法进行滚子装配时，受力点经常为滚子的倒角，敲击力的径向分力FrZ大，对套圈滚道的冲击力Z大，滚道受损可能性大。而轴承装配压杆施加的压力沿滚子轴线方向，径向分力F'r相对小得多。滚子装配受力分析如图3所示。图3a中，滚子素线与剖面图中对角线夹角β为

　　β=arctan（D_w/L_w），（1）

　　式中：D_w为滚子直径，L_w为滚子长度。

　　敲击力的径向分力为

　　F_r=F_atan（α+β），（2）

　　式中：F_a为装配力的轴向分力。

　　图3b中，压装径向分力F'r为

　　F'_r=F_atanα。（3）

　　由（2）～（3）式可以得出，在轴向分力F_a相同条件下，F_r＞F'_r，即敲击装配力产生的径向分力要大于压杆装配力产生的径向力。轴承装配时装配力的轴向分力F_a为真正驱使滚子压装进保持架兜孔的装配力，而径向分力垂直于套圈滚道是对滚道产生损伤的有害分力，因此，在装配过程中应尽量避免或减小径向分力。

　　设某型号圆柱滚子轴承D_w=40mm，L_w=40mm，在轴承滚子装配过程中某时刻滚子的倾角α=10°，需要的装配力F_a=200N，则F_r≈286N，F'_r≈35N。由算例可知，采用敲击方法装配滚子对轴承套圈滚道的损害程度要远远大于压杆装配。

　　3　结束语

　　圆柱滚子轴承装配压杆利用杠杆原理，将锤击装配的传统滚子装配方法改为利用压杆连续施加压力进行装配。滚子压杆装配消除或减轻了轴承装配过程中滚道压痕和/或保持架兜孔的变形，装配效率提高，工人的劳动强度降低。该圆柱滚子轴承装配工装结构简单，易制造，还可以应用于调心滚子轴承的装配。

　　参考文献：

　　[1]常洪.滚动轴承装配工艺[M].郑州：河南人民出版社，2006：166.

　　[2]陈彦仲.四列圆柱滚子轴承结构改进[J].轴承，2001，（2）：19.
 

来源：《轴承》2012年第6期