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浅谈大型非标薄壁轴承防尘盖结构改进设计

更新时间:2016-06-06 08:46:45点击次数:1648次字号:T|T

轴承的密封防尘性能是衡量密封轴承质量的重要指标之一,密封防尘的可靠性是密封轴承达到较长寿命的前提。近年来越来越多的主机对轴承提出了防尘密封要求,具有密封防尘结构的轴承需求量越来越大。密封轴承的早期破坏,往往是由于轴承密封不佳,使污染物进人轴承内导致润滑脂逐渐失效所致。因此,防尘盖的设计得当与否对密封轴承的性能起着举足轻重的作用。对于大型非标薄壁轴承的防尘盖设计因受轴向尺寸空间及自身结构特点所限,其设计难度更大,稍有不慎均会造成主机在使用中的防尘盖脱落等质量问题,致使应用可靠性不高。

针对国内设计的大型非标薄壁类型轴承原防尘盖结构造成使用中防尘盖脱落原因进行分析,并引入新防尘盖改进结构,并说明其改进措施及主机使用情况。

应主机的特殊要求,该类轴承外形尺寸广泛采用超轻系列或超特轻系列(轻、窄及薄壁结构的轴承);结构为大型、薄壁、非标、密封轴承。轴承轴向截面的设计空间比同尺寸段的超特轻系列轴承的设计空间还要小。在加工过程中,由于冷热加工变形得不到较好的控制,直接导致防尘盖装入套 圈牙口后在运行中防尘盖甩出,起不到防尘密封的作用。在使用过程 中,由于套圈旋转带动防尘盖旋转,而外防尘盖产生的轴向分力太小不足以压紧内防尘盖,造成轴承工作中经常出现防尘盖脱落等质量问题。以轴承外形尺寸为:(d ×D ×B = 3556 X 3937X 1905)为例,单面防尘的结构型式(如图1所示)防尘盖总厚度不足25m m。其防尘盖脱落原因有 :

在加工套圈中,因冷热加工所产生变形造成尺寸无法保证。若牙口尺寸浅,则防尘盖装不到位,多余的材料挤向与内圈接触处,使摩擦力矩增大;采用接触式防尘结构,轴承在工作过程中存在一定的摩擦力矩;防尘盖在拆卸过程中,若用户操作不规范可能会造成防尘盖产生一定量的塑性变形而使其增长,当防尘盖再次装人牙口的过程中多余的留量挤向内圈与其接触处,使摩擦力矩增大,同时塑性变形导致其轴向厚度变小,使轴向压紧力降低,导致防尘盖甩出;防尘盖尺寸大,装入套圈后会出现翘出端面,防尘盖的轴向压紧力很小,摩擦力矩增大导致甩出等。

改进结构以轴承外形尺寸为:(d X D×B = 4 12×458×48 )为例,双面防尘的结构型式(如图2所示),防尘盖总厚度不足31m m

通过原结构及其使用状况,设计牙口,考虑到冷热加工中的变形问题,设计出可靠的且便于加工的牙口形式,为了保证防尘盖不至于脱落,则要求控制外圈牙口内径的椭圆及锥度;内圈上主要考虑摩擦力矩的影响做成与防尘盖搭接的结构形式(如图2所示),这样在保证很好防尘的同时,不会出现轴承旋转不灵活的问题,且该结构便于加工控制。

防尘盖是金属刚性圈外包丁腈耐油橡胶以增加刚性,采用金属骨架两面挂胶,靠轴向力压紧防止其脱落,同时径向方向与牙口有一定量的小过盈也起到了防止脱落的效果。采用搭接式结构很好地避免防尘盖与内圈间的摩擦,避免了因摩擦力的影响将防尘盖挤出的情况。另外为了增强骨架的强度,在钢板上冲成圆弧的形状。由于考虑到防尘盖的刚性差,不能设计大的过盈量来达到使防尘盖紧固在外圈的槽内,又在防尘盖外径处设有凸爪卡在轴承外圈端面的槽内,以起到防止防尘盖旋转的作用(如下图3)。并在凸爪处做成开口的结构以保证防尘盖能够顺利的装人外圈的牙口内,通过调整防尘盖的开口尺寸以使开口对接平整无缝的要求,从而达到很好的防尘效果。

改进后的轴承经试验测试启动摩擦力矩不超过2N·m

引起该类大型非标薄壁轴承防尘盖脱落的因素很多,为了保证轴承具有较高的可靠性,应对套圈的牙口冷热加工工艺、防尘盖结构设计、防尘盖材料的选择及油脂的控制等,全面进行控制,才能有效地防止该类轴承的防尘盖脱落。

(编辑:http://www.chgbearing.com)
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