浅兜孔浪形保持架的设计.pdf

N1000-3762轴承2011年5期
CN41-1148/TH Bearing 2011, No 5
浅兜孔浪形保持架的设计
蔡亚新,蔡康宁2
(1,沛弗埃(上海)贸易有限公司,上海201201;2.西安工程大学,西安710016)
摘要:针对需要装人更多钢球的深沟球轴承中S形保持架仅能装人偶数个钢球的问题,设计了支柱式钟钉浅兜
孔浪形保持架,详细介绍了该保持架及其支柱式铆钉的设计,并对钢球在保持架兜孔内的接触角和铆钉强度等
相关参数进行了验算。
关键词:深沟球轴承;浅兜孔浪形保持架;支柱式铆钉
中图分类号:TH33.331
文献标志码:B文章编号:1000-3762(2011)05-0005-03
在径向载荷较大、转速较高工况下,深沟球轴
承需要装入更多的钢球。这时,不能采用传统浪
形保持架,通常采用S形保持架,但S形保持架只
能装偶数粒钢球。为解决装奇数钢球的问题,设
计了支柱式铆钉浅兜孔浪形保持架,可比一般浪
形保持架多装2~4粒钢球。下面对支柱式铆钉
浅兜孔浪形保持架的设计进行介绍。
图2钢板冲压支柱式铆钉
形尺寸的深沟球轴承浪形保持架相同。
1保持架的结构
2.1兜孔球面半径R。的计算
支柱式铆钉浅兜孔浪形保持架如图1所示
由于保持架兜孔较浅,为了减小钢球在兜孔
该保持架是由两半兜孔较浅的浪形保持架和一组内圆周方向的相对窜动量,兜孔球面半径R。值不
支柱式铆钉组成,装配时通过两套专用的铆合胎宜太大,其为
模铆合成一组完整的保持架。由于轴承内钢球数
R。=0.5D。+。
量较多,钢球之间间隙较小,铆钉一般采用钢板冲式中:8、值按钢球直径取0.1~0.2mm。
压片状结构,如图2所示。
2.2兜孔深度K的选取
如图3所示,在保证保持架铆钉孔所在的平
面足够大、不影响铆钉铆合的前提下,保持架兜孔
深度K值应尽量大。即
EF≥S'+2r。+2×0.3,
式中:S'为铆合后铆钉头的宽度;。为兜孔圆角半
图1支柱式铆钉浅兜孔浪形保持架
径
在△O'R'C中,B'C=R。+S,OC=R。+S-K
2保持架的设计
则
浅兜孔浪形保持架的保持架钢板厚度S、保持
0B=(B C-0C
架宽度B。、保持架兜孔中心圆公称直径D、保持
[2K(R。+S)-2]a。
架内径d。、保持架外径D。及钢球直径D、等均参
由图中几何关系可知
照洛阳轴承研究所有限公司ZYB2-89《深沟球轴
00, =D.Asin(T/Z)
承设计方法》进行设计,尺寸参数一般应与同一外
EF=00,-20'B'=
D, sin(m/Z)-212(R+S)-K
收稿日期:2010-12-29;修回日期:2011-01-24
(2)
《轴承》2011.b.5
h。=S'b"ん'/(Snb。)
钟钉支柱部分高度为
H=D+28-2K
式中:8为钢球与保持架之间轴向间隙量的一半,
(14~1/3)
铆钉总高度为
H=H+2h。。
保持架铆钉孔与铆钉之间配合间隙量δ
0.05~0.15mm,在铆钉孔等分精度较高的情况
下,8应尽量小
图3浅兜孔浪形保持架局部示意图
4相关验算
把(2)式代入(1)式得
4.1钢球在保持架兜孔中的接触角
2K(R。+S)-2]a≤[ D. sin(m/Z)-S
如图4所示,钢球相对于保持架在圆周方向
2R。-0.6]/2,
(3)窜动到与保持架接触时,接触点为C。在△OO1A
根据(3)式计算K的最大值(K值应尽量取大)。中,OA=OB=R。-D、/2-8=8。-8,O1A=01B
2.3兜孔圆角半径r的选取
R。-D、/2=6。,所以钢球在保持架兜孔中的实际
。值在工艺允许的条件下尽量取小,应随板接触角P=a0。由此看出,B的大小取决
厚而变动,一般r。≤1.0mm。
2.4铆钉孔中心圆直径D。的选取
于球兜半径和钢球在兜孔内的轴向间隙量。钢球
在保持架兜孔中的实际接触角B应小于保持架兜
R-K
2.5相邻两兜孔或两铆钉孔中心距c的选取
孔边缘角B'(B'= arccos
R
),如不满足,应加
c=DNsin(m/Z)
大K值或减小8值,即减小H值。
e的允差在工艺许可的条件下应尽量取小,以减小两
半保持架铆合后的错位,避免钟钉的歪斜造成夹球。
3支柱式铆钉的设计
支柱式钟钉采用钢板冲压而成,要求铆合时
O
稳定可靠,弯曲变形量小。一般铆钉钢板的厚度
S,有时为了增大铆钉的抗弯截面模量,取减
小铆合时铆钉的弯曲变形,在条件允许时S。也可
大于S。
为了最大限度提高铆钉的抗弯截面模量,钟
图4钢球在兜孔内的接触情况
钉宽度B。略小于保持架宽度,B。=B。-(0.2
4.2铆钉铆压时的压缩变形量
0.3)mm。
支柱式铆钉抗压刚度较小,在铆压时会产生
铆合前钟钉头宽度为
压缩变形,而浅兜孔浪形保持架与钢球之间轴向
b。=B/3,
间隙较小,铆钉铆压变形后极易导致间隙过小甚
铆合后铆钉头宽度为
至夹球,造成轴承回转不灵活等现象,因此有必要
b=b。+(0.5~0.7)mm,
对铆钉铆合压缩量Δl进行验算。△应满足△
铆合后铆钉头厚度为
8,否则应加大S。或值。
S'=Sm+(0.5~0.7)mm
铆钉铆合压缩量△为
铆合后铆钉头高度为
△l=FHI/(EA),
h'=S+(0.8~1.2)mm
式中:F为每根铆钉所受压力,F=T,T为铆压
铆合前铆钉头高度为
压力机公称压力,Z为铆钉数;Z为拉压弹性模量,