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类型一种外圈断裂式薄壁轴承装配方法.pdf

  • 上传人:first2
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  • 上传时间:2021-09-07
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    一种 外圈 断裂 薄壁 轴承 装配 方法
    资源描述:
    ! 兰兰盟! Q Q Q 二三! 鱼呈 C N 4 l 一1 1 4 8 T H 轴承2 0 1 7 年4 期 B e 盯i n g2 0 1 7 ,N o 4 工艺与装备 D O I :1 0 1 9 5 3 3 j i s s n l 0 0 0 3 7 6 2 2 0 1 7 0 4 0 0 6 一种外圈断裂式薄壁轴承装配方法 李兵建1 2 3 ,孟庆伟1 2 ,马万明1 2 3 ,张风琴1 2 3 ( 1 洛阳轴研科技股份有限公司,河南洛阳4 7 1 0 3 9 ;2 河南省高性能轴承技术重点实验室,河南 洛阳4 7 1 0 3 9 ;3 滚动轴承产业技术创新战略联盟,河南洛阳4 7 1 0 3 9 ) 摘要:介绍外圈断裂薄壁轴承的结构特点和常见装配方法存在的问题,阐述了新的外圈断裂轴承的装配原理和详 细装配步骤,并结合生产实践进行工装设计,对装配后的成品轴承检测表明,满足了公差等级达到P 5 的要求。 关键词:薄壁轴承;装配;外圈断裂;辅助工装 中图分类号:T H l 3 3 3 3 + 1 ;T H l 6 1 + 7 文献标志码:B文章编号:1 0 0 0 一3 7 6 2 ( 2 0 1 7 ) 0 4 0 0 2 6 0 2 A nA s s e m b l yM e t h o df o rT l l i n W a l l e dB e a r i n g s 耐t hF r a c t u r e do u t e r 础n g “B i n 对i a n ,M e n gQ i n g w e i ,M aW r a n m i n g ,Z h a n gF e n g q i n ( 1 L u o y a n gB e 耐n gS c i e n c e & T e c h n o l o g ) rC o ,L t d ,L u o y a n g4 7 1 0 3 9 ,C h i n a ;2 H e n a I lK e yL a b o r a t o r yo fH i g h P e 而册a n c eB e a r i n gT e c h n o l o g ) r ,L u o y a n 9 4 7 1 0 3 9 ,C h i n a ;3 S t m t e g i cA l l i a n c ef o rT e c h n o l o g yI n n o v a t i o ni nR o l l i n g B e a r i n gI n d u s t r y ,L u o y a I l g4 7 1 0 3 9 ,C h i n a ) A b s t I 鼍c t :T h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dt 1 1 ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h ec o m m o na s s e m b l ym e t h o d so ft h et h i n w a U e d b e 蒯n gw i t hf h c t u r e do u t e rr i n ga 舱i n t m d u c e d T h ea s s e m b l yp r i n c i p l ea n dd e t a j l e da s s e m b l ys t e p so ft h eb e a r i n g s 止 t e rt o o l i n ga r ee x p o u n d e d ,a n dt h et o o l i n gd e s i g ni sc o m b i n e dw i t ht h ep r o d u c t i o np r a c t i c e T h ee x a m i n a t i o ni n d i c a t e s t h a tt h et o l e r a n c el e v e lr e a c h e st h er e q u i r e m e n t so fP 5 K e yw o “I s :t l l i n w a :U e db e a r i n g ;a s s e m b l y ;f r a c t u r e do u t e rr i n g ;a u x i l i a r yt o o l i n g 1 外圈断裂轴承结构 外圈断裂薄壁轴承结构特殊,使用过程中需 要保证轴承结构的完整性,不但套圈、保持架、卡 环等零件的生产制造中存在诸多难点,最终保证 其使用性能的装配方法也十分重要。 某型外圈断裂薄壁轴承结构如图1 所示,保 持架引导间隙为0 0 5 O 1 5m m ,采用冠形保持 架。受结构设计限制,在装配过程中,需对轴承外 圈沿轴向进行断裂,待完成装配后,在外圈两端外 径处压装卡环,以保证轴承的完整性和使用性能。 2 轴承装配方法 常规轴承的装配通常在套圈分选、退磁、清洗 后,按照轴承设计要求进行滚动体和保持架的装 配,待最终装配、测试完毕后,清洗防锈,完成轴承 收稿日期:加1 6 0 9 0 7 ;修回日期:2 0 1 6 1 1 2 2 l 一外圈;2 一内固;3 一制球;4 一侏持架;5 一卜环 图1外圈断裂薄壁轴承结构图 F i g 1D i a g r a mo ft h i n w a e db e a r i n gw i t hf r a c t u r e do u t e r r i n g 的装配J 。 结构特殊的外圈断裂薄壁轴承装配过程中, 需预先在外圈外圆沿轴向加工一圆弧形凹槽,然 后沿所切方向轴向断裂。轴承装配时,合套、退 磁、清洗过程与常规轴承相同,只是钢球的装入方 L,1:(pL,fh划 万方数据 李兵建,等:一种外圈断裂式薄壁轴承装配方法 法不同。在常见的断裂套圈轴承装配方法中,先 预装一部分钢球,并装入保持架,然后张开外圈断 裂处,转动保持架,再将剩余钢球逐个装入,此装 配方法虽然简单可行,但要求很高的装配技能,并 且装配后的成品轴承易存在以下不足: 1 ) 薄壁外圈断裂处长时间张开,钢球装满后 产生的变形不易完全恢复; 2 ) 尖锐的断裂处容易划伤钢球表面; 3 ) 断裂处易脱落铁屑并进入轴承沟道,影响 使用性能; 4 ) 装配效率低,不能满足批量生产的需要。 在实际生产过程中对成品轴承的尺寸公差、 形位公差、游隙以及旋转灵活性都有较高的要求, 因此,上述的装配方法不能够完全满足该类轴承 的生产需求。 3 外圈断裂轴承快速装配方法 3 1 装配原理 根据断裂后薄壁外圈的结构特点,在其强度 范围内,用锥度引导块缓慢胀开断裂外圈,使其满 足装入其余零件的要求;然后按照轴承装配方法 将其余零件装入钢球托盘,并将托盘放入锥度引 导块凹槽;最后通过压装块对内圈施加轴向作用 力来完成轴承装配,如图2 所示。 F I 基 l J E 装块;2 一保持架;3 一钢球;4 一内圈;5 一外圈; 6 一钢球托盘;7 一锥度引导块;8 一支承环 图2 外圈断裂轴承装配原理图 F i g 2A s s e 缸b l ys c h e m a t i co fb e a r i n gw i t hf r a e t e do u t e r r i n g 3 2 装配步骤 1 ) 将内圈、保持架依照规定顺序放入托盘; 2 ) 将钢球逐粒放人保持架兜孔中,并用托盘 支承,保证钢球不脱落; 3 ) 锥度引导块缓慢压人断裂外圈内孔,使其 胀开,并使锥度引导块上端面圆柱部分与断裂外 圈上端面平齐; 4 ) 调整锥度引导块和断裂外圈的位置,使外 圈与支承环上端面接触良好; 5 ) 把装好轴承组件的托盘的下端小圆柱部分 放入锥度引导块上方的凹槽内,并使其接触良好; 6 ) 把压装块的小圆柱部分装入内圈内孔中, 并使其接触良好; 7 ) 对压装块施加轴向力,把内圈、保持架和钢 球压入断裂外圈中,完成薄壁断裂轴承的装配。 4 应用实例 外圈断裂式薄壁球轴承1 4 1 0 ,公差等级为P 5 , 外径2 2 2 2 5m m ,内径1 5 8 7 5m m ,宽度3 9 6 7I 砌, 外圈内径2 0 2 6m m ,采用冠形保持架,钢球数量2 4 , 径向游隙0 0 1 3 0 0 3 8m m ,轴承工作温度1 7 7 。 4 - 1 装配工装的设计 1 ) 锥度引导块 为保证断裂外圈能够均匀胀开,将锥度引导 块的下端设计为1 0 。锥面,上端设计为与断裂外圈 宽度相同的圆柱面,圆柱面的直径为内圈沟径最 大值与2 倍钢球直径之和。为保证钢球不被划伤, 可将锥度引导块圆柱面直径适当增加0 0 3 一 O 0 5m m ,并使锥面和圆柱面圆弧过渡。锥度引导 块圆柱面上端设计为凹槽,凹槽需和托盘下端配 合良好。 2 ) 支承环 支承环高度为锥度引导块的1 5 倍,外径为 4 0m m ,内径等于锥度引导块圆柱面直径+ 0 1m m 。 3 ) 托盘 托盘下端圆柱面高度等于锥度引导块凹槽高 度,圆柱面与凹槽内圆面为间隙配合。托盘上端 为凹槽结构,用来放置内圈、保持架,并支承钢球。 4 ) 压装块 压装块的大端外径与轴承外径相当;小端外 径和轴承内径间隙配合,高度为轴承宽度的4 5 。 4 2 轴承装配 制造好上述工装,按照3 2 节的装配步骤将 分选、清洗、退磁后的轴承零件进行快速装配。 4 3 精度检测 将装配好的2 0 0 套轴承外径两端分别压装卡 环,并再次对轴承进行退磁、清洗,然后随机抽取 2 0 套进行旋转精度( K i 。4 斗m ,K 。6 斗m ) 和径 向游隙( G ,= 1 3 3 8 斗m ) 的检测,结果见表1 。由 ( 下转第3 0 页) 万方数据 轴承2 0 1 7 4 露一除俨 锻件粗加工半粗加:亡半精加 精加工表面处理 图3 优化后工艺流程图 4 检测结果 按照优化后的工艺流程3 进行批量加工,随 机抽取5 件最终状态工件进行检测,结果见表l , 外圈各项精度均达到工艺要求。 5 结束语 铝合金材料薄壁套圈的机加工较为复杂,尤 其是加工变形问题,受多种因素的影响。实际生 产中必须严格执行优化后工艺流程,以较好的保 证套圈各项尺寸精度和表面粗糙度的要求。后续 仍需在减小切削应力方面进行更深一步的研究。 表l外圈各项精度测量结果 T a b 1M e a L s u r e m e n tr e s u l t so fo u t e rr i n ga c c u r a c ym m 参考文献: 1 孙韶渝,刘强,张淑清铝合金材料的机械加工工艺 研究 J 机械制造与自动化,2 0 1 5 ( 4 ) :6 9 7 0 2 许小娟基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析 J 科技展望,2 0 1 6 ,2 6 ( 8 ) :5 3 5 4 3 王继群薄壁类零件数控加工工艺改进分析研究 ( 上接第2 7 页) 表1 可知,轴承内、外圈的径向旋转精度达到P 5 , 并且径向游隙也符合要求。 表l 检测结果 7 r a b 1T e s tr e s u l t s 仙m 序号K i 。艮。G ,序号K i 。蜒。G , l343 01 1 3 4 2 5 2452 61 2452 6 3452 81 3452 9 4 452 5 1 4 4 5 2 6 5342 61 5352 0 6442 61 6332 4 73 4 2 51 7452 6 8442 61 845 2 5 9452 41 9452 4 1 0452 82 0342 5 4结束语 通过设计工装使外圈断裂薄壁轴承实现了快 速的径向胀开,然后将内圈、保持架和钢球快速装 入,实现了快速装配轴承的目的。对装配后的轴 J 北京工业职业技术学院学报,2 0 1 3 ,1 2 ( 3 ) :3 4 3 7 4 回宝琦,何海洋关于铝
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