某軸承企業(yè)在為鉆機(jī)設(shè)備加工推力球軸承保持架時(shí)，由于企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備的限制，生產(chǎn)效率較低，無(wú)法滿足公司的訂單要求。為了解決生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有推力球軸承保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。將原來(lái)只適用于數(shù)控設(shè)備加工的整體籠形結(jié)構(gòu)改為適合企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備加工的分體結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后的罐籠不僅大大提高了生產(chǎn)效率，也大大提高了現(xiàn)有陳舊設(shè)備的利用率。

1前言

隨著社會(huì)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，無(wú)論什么樣的企業(yè)都必須提高競(jìng)爭(zhēng)力才能贏得市場(chǎng)。某軸承企業(yè)在加工鉆機(jī)設(shè)備用推力球軸承保持架時(shí)，只有一個(gè)加工中心可以加工現(xiàn)有的該類型結(jié)構(gòu)的保持架，因此受加工設(shè)備的限制，該類型產(chǎn)品的生產(chǎn)效率較低，無(wú)法滿足公司的訂單要求。然而，一家公司現(xiàn)有的生產(chǎn)加工廠大多設(shè)備陳舊，已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)的生產(chǎn)要求。但是，在這部分加工設(shè)備被更換之前，仍然需要用于生產(chǎn)加工。因此，為了解決目前生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有推力球軸承的保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

本文介紹的起重設(shè)備用推力球軸承主要適用于中低速重載工況[1]。根據(jù)設(shè)備工況的要求，推力球軸承的空間位置是有限的，該軸承在工作循環(huán)中的工作時(shí)間是嚴(yán)格限定的。只要工作時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間，這個(gè)軸承就必須更換或維護(hù)[2]。拆裝頻繁。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)了一種新型內(nèi)裝式球軸承，為推力球軸承，主要對(duì)保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。保持架是軸承的重要組成部分。由于軸承的結(jié)構(gòu)，保持架和鋼球構(gòu)成了軸承的內(nèi)部部件。裝配軸承時(shí)，不得分離內(nèi)部部件。因此，優(yōu)化后的保持架既要對(duì)鋼球有自鎖作用，又要拆裝方便，適合現(xiàn)有設(shè)備的加工范圍。保持架結(jié)構(gòu)不同，加工工藝和所需設(shè)備不同[3]，加工效率也不同。為了提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，對(duì)現(xiàn)有保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。

2改進(jìn)前推力球軸承保持架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

以5126M.06(8256H.06)罐籠為例進(jìn)行分析。

1)如圖1所示，改進(jìn)前的保持架結(jié)構(gòu)為平底實(shí)心保持架結(jié)構(gòu)。保持架材料為ZCuZn40Pb2(黃銅)，環(huán)形固體上均勻分布有n個(gè)相等的兜孔。口袋內(nèi)徑有內(nèi)徑槽，單邊深度為1.25毫米，寬度為4.5毫米，屬于整體結(jié)構(gòu)。

2)保持架兜孔直徑為35.5~35.7mm因?yàn)楸３旨芏悼字睆较鄬?duì)于鋼球直徑為0.3 ~ 0.5 mm(即保持架兜孔比鋼球小0.3 ~ 0.5 mm)，滾子鋼球直徑為36 mm。

3)為了保證保持架兜孔直徑相對(duì)于鋼球直徑有一定的鎖緊量，在加工保持架兜孔時(shí)對(duì)保持架兜孔直徑的工藝尺寸有嚴(yán)格的要求[4]。如果鎖緊量過(guò)大(> > 0.5mm)，在軸承裝配過(guò)程中將鋼球壓入保持架兜孔會(huì)非常困難，需要較大的外力才能將鋼球壓入。此時(shí)，籠兜會(huì)因較大的外力而變形。如果鎖緊量較小(< 0.3mm)，鋼球受載時(shí)，壓入鋼球的外力較小，保持架不會(huì)變形，但鋼球受其他外力振動(dòng)時(shí)會(huì)脫落。許多試驗(yàn)表明，當(dāng)保持架的鎖緊量為0.3 ~ 0.5 mm時(shí)，當(dāng)鋼球壓入保持架的兜孔時(shí)，保持架不會(huì)不變形，當(dāng)受到同樣的外界振動(dòng)時(shí)，鋼球也不會(huì)掉落。

4)加工這種結(jié)構(gòu)的保持架兜孔時(shí):①需要的加工設(shè)備是數(shù)控加工中心，加工成本比較高。當(dāng)這類產(chǎn)品正式投產(chǎn)后，由于產(chǎn)量的需求，生產(chǎn)企業(yè)前期的設(shè)備投入成本相對(duì)較高。②加工保持架兜孔的特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要兩種成形刀具(一種銑直孔，一種銑內(nèi)槽)。成形工具由于刃口的形狀，需要設(shè)計(jì)制造成形刀片，所以制造成本比普通工具高。另外，成型刀具是非標(biāo)準(zhǔn)專用刀具，只能加工同類型保持架的一個(gè)口袋形狀，通用性差。

5)對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床對(duì)操作人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高。首先，經(jīng)營(yíng)者應(yīng)具有高度的責(zé)任感和良好的職業(yè)素質(zhì)；其次，需要具備機(jī)械工程、數(shù)控制造工藝、計(jì)算機(jī)軟件操作、數(shù)控編程等基礎(chǔ)知識(shí)。再次，要能夠熟練的在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行各種操作，并編制出最優(yōu)的加工程序；最后，要熟悉所用機(jī)床的操作規(guī)程和日常維護(hù)的基本內(nèi)容。

3改進(jìn)型罐籠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)改進(jìn)后的保持架結(jié)構(gòu)如圖2所示。保持架的整體形狀仍然是一個(gè)平底的環(huán)狀實(shí)體，但分為上下兩半。半籠上有定位擋塊，口袋的上下口都是封閉的形狀，仍然把圓周分成N等份。保持架的兜孔和橫梁之間增加了n個(gè)相等的鉚釘孔，屬于分體式結(jié)構(gòu)。

2)改進(jìn)后的51256M.06籠兜直徑為36.25mm，保持不變。半籠的厚度是整體籠的一半(即改進(jìn)前籠的厚度)，擋塊的高度為2mm。止動(dòng)塊的直徑位于保持架兜孔的中心，鉚釘孔的直徑為5mm。當(dāng)球籠的兩半被鉚接在一起時(shí)，球在軸向有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)。

3)保持架兩半加工成成品時(shí)，兜的鎖緊角度為40°。鉚接后，鋼球[5]能更好的鎖緊，任何情況下鋼球都不會(huì)掉出籠兜；將鋼球放入兜孔中，然后用鉚釘鉚接，形成整體保持架。保持架和鋼球形成軸承內(nèi)組件。

4)采用專用鏜床(T9210/T9207、TK9213B兩種以上鏜床)加工這種結(jié)構(gòu)的保持架。這種設(shè)備投資成本低，對(duì)操作人員的技術(shù)要求低。而且加工效率是數(shù)控加工中心的2 ~ 3倍。制造的保持架完全滿足推力球軸承保持架的技術(shù)設(shè)計(jì)要求。載荷試驗(yàn)結(jié)果表明，組裝后的軸承完全滿足軸承設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，滿足了用戶的要求。

5)用于加工改進(jìn)型半保持架的鏜刀由我公司自主設(shè)計(jì)。鏜刀的結(jié)構(gòu)如圖3所示。鏜刀為整體結(jié)構(gòu)，材料為W18Cr4V，制造方便，成本相對(duì)較低。另外，當(dāng)鏜刀在加工過(guò)程中磨損、消耗到一定時(shí)間時(shí)，就不能用這個(gè)規(guī)范了。修復(fù)后可換成這種型腔尺寸更小的鏜刀或其他類型的這種型腔形狀的鏜刀，可循環(huán)使用，最大限度地提高刀具材料的利用率，大大節(jié)約刀具成本。

6)用這種結(jié)構(gòu)的保持架裝配內(nèi)組件時(shí)，先將鋼球放入保持架的兜孔內(nèi)，再將保持架的兩半鉚接，這樣保持架基本不受外力沖擊，避免了外力造成的變形。

4結(jié)束語(yǔ)

改進(jìn)后的保持架采用分體式結(jié)構(gòu)，保持架的兩個(gè)平面都設(shè)計(jì)有鎖口(即保持架兩半端面的鎖口)?？稍诂F(xiàn)有半自動(dòng)鏜床(T9210、TK9213B)上用自制的帶角度鏜刀加工，操作者無(wú)需再培訓(xùn)即可熟練操作。為了組裝后將兩個(gè)保持架鉚接成一個(gè)整體，在兜孔梁中間增加了一個(gè)鉚釘孔。解決了企業(yè)受設(shè)備限制影響產(chǎn)量的問(wèn)題，同時(shí)也解決了裝配過(guò)程中的受力和變形問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率和現(xiàn)有設(shè)備的利用率，產(chǎn)品質(zhì)量滿足客戶的使用要求。