高速高精度特大型推力圓柱滾子軸承保持架

張佳，呂國(guó)慶，周琳

(洛陽(yáng)LYC軸承有限公司 技術(shù)中心，河南 洛陽(yáng) 471039)

作為各類重大型中高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵精密部件之一的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其高定位精度(重復(fù)定位精度)、大承重、高可靠性及高穩(wěn)定性等均依賴軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，該特大型軸承不僅要具有很高的承載能力，還需具備高回轉(zhuǎn)精度、高抗傾覆能力以及較高的轉(zhuǎn)速等。隨著機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備向高速、高精、復(fù)合、智能等方向的發(fā)展，高速、高精度特大型軸承的需求也日趨旺盛，同時(shí)此類軸承對(duì)配套的保持架也提出了更高的要求。

1 保持架結(jié)構(gòu)

特大型推力圓柱滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—斜油孔；2，3—直油孔；4—內(nèi)側(cè)環(huán)形油槽；5—外側(cè)環(huán)形油槽；6—保持架環(huán)形兜孔

2 保持架特點(diǎn)

2.1 潤(rùn)滑油路

由于一般工況下推力圓柱滾子軸承的轉(zhuǎn)速不高，僅采用簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方式即可滿足要求。但在高速情況下，簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方式不能對(duì)軸承工作過(guò)程中易產(chǎn)生熱量的各摩擦面進(jìn)行充分潤(rùn)滑、冷卻和散熱，導(dǎo)致產(chǎn)生大量的摩擦熱，容易引起軸承失效。

為了對(duì)軸承在工作過(guò)程中易產(chǎn)生熱量的各摩擦面進(jìn)行充分潤(rùn)滑，保持架采用如圖1所示的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。該保持架潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)為2排直油孔和1排斜油孔交互式分布，并有2個(gè)環(huán)形油槽。斜油孔從保持架端面斜向鉆通，可減小保持架環(huán)形兜孔與滾子滾動(dòng)面之間的摩擦發(fā)熱；直油孔2從保持架端面通往套圈滾道表面，可減小保持架下端面和套圈滾道面之間的摩擦發(fā)熱；直油孔3從保持架端面通往套圈內(nèi)徑面，可減小保持架引導(dǎo)面與套圈內(nèi)徑引導(dǎo)面之間的摩擦發(fā)熱。為便于兩路直油孔油路的潤(rùn)滑，同時(shí)考慮到油管的位置在保持架內(nèi)側(cè)，故將內(nèi)側(cè)環(huán)形油槽設(shè)置在保持架端面靠軸承內(nèi)徑處(圖1)，可以存儲(chǔ)進(jìn)入軸承的潤(rùn)滑油以便于潤(rùn)滑。為改善滾子滾動(dòng)面和保持架環(huán)形兜孔間的潤(rùn)滑，外側(cè)油槽設(shè)置在保持架端面的兜孔部位，便于潤(rùn)滑油進(jìn)入保持架環(huán)形兜孔內(nèi)從而降低摩擦發(fā)熱。

工作時(shí)，潤(rùn)滑油可以很方便地通過(guò)內(nèi)側(cè)油槽進(jìn)入到油路中，從而對(duì)保持架端面、引導(dǎo)面和滾子端面進(jìn)行潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油還同時(shí)通過(guò)外側(cè)油槽進(jìn)入到兜孔中對(duì)滾動(dòng)面進(jìn)行潤(rùn)滑。采用該潤(rùn)滑方式后，對(duì)軸承回轉(zhuǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生摩擦熱的各滑動(dòng)摩擦面進(jìn)行了充分的潤(rùn)滑，能夠及時(shí)帶走軸承回轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量摩擦熱。

2.2 引導(dǎo)方式

滾子滾動(dòng)時(shí)，由于滾子兩端線速度不同，使?jié)L子在滾道上不可避免地產(chǎn)生滑動(dòng)。一般工況條件下的推力圓柱滾子軸承通常僅適用于低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合，采用滾道引導(dǎo)的方式，保持架不會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)。但在高速情況下，保持架在軸承回轉(zhuǎn)過(guò)程中極易產(chǎn)生竄動(dòng)，出現(xiàn)歪斜甚至卡死，致使軸承無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在高速回轉(zhuǎn)工況下，保持架采用軸圈內(nèi)徑和滾道聯(lián)合引導(dǎo)的方式，如圖2所示。軸承回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于軸圈內(nèi)徑表面對(duì)保持架進(jìn)行了徑向限位，可以有效地減少保持架的竄動(dòng)，使軸承回轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。

圖2 高速下的聯(lián)合引導(dǎo)方式

2.3 連接方式

保持架與保持架蓋采用螺釘連接(圖3)，在螺釘頭處采用鑿印鎖點(diǎn)的方法保證兩者在高速運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)輸中的連接牢固可靠。

圖3 保持架與保持架蓋的連接方式

3 結(jié)束語(yǔ)

目前采用該結(jié)構(gòu)保持架的推力圓柱滾子軸承最大外徑達(dá)到3 000 mm，最高極限轉(zhuǎn)速可達(dá)200 r/min。在軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，該結(jié)構(gòu)保持架使得軸承回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用周期長(zhǎng)，可靠性高，旋轉(zhuǎn)精度好，提高了數(shù)控立車(chē)回轉(zhuǎn)臺(tái)的工作性能，也大大提高了數(shù)控立車(chē)的工作效率。