轉(zhuǎn)盤軸承防塵擋圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙向明，朱戰(zhàn)旗，史亞妮，陳曉磊

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039)

1 概述

轉(zhuǎn)盤軸承尺寸大、價(jià)格昂貴，安裝設(shè)計(jì)一般為開放式，若用于充滿粉塵、顆?；蛴操|(zhì)金屬礦料的惡劣環(huán)境，需設(shè)計(jì)帶防塵擋圈的結(jié)構(gòu)[1-5]。某型帶防塵擋圈的三排圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承如圖1所示，防塵擋圈為薄壁鈑金沖壓結(jié)構(gòu)，且采用分段設(shè)計(jì)，產(chǎn)品規(guī)格不同，每段設(shè)計(jì)弧長(zhǎng)不同。該防塵擋圈質(zhì)量小，成本低，安裝簡(jiǎn)單，但存在以下缺點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)為分段鈑金件,制造精度差；2)組裝后整圓存在多個(gè)疊加接口，無法保證其圓度和端面平行度；3)防塵擋圈和軸承上無軸向定位臺(tái)階，不能進(jìn)行軸向定位，安裝后擋圈端面不具有良好的平整度；4)耐沖擊能力差，接口易斷開；5)端面及外圓跳動(dòng)大，易與軸承及設(shè)備其他零部件產(chǎn)生干涉。此外，該防塵擋圈不能承受沖擊和異物擠壓，在惡劣工況下很難滿足長(zhǎng)期使用要求，故有必要進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

1—外齒圈；2—密封圈；3—第2內(nèi)圈；4—內(nèi)圈；5—第2密封圈；6—防塵擋圈；7—副防塵擋圈圖1 帶防塵擋圈三排圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of three row cylindrical roller slewing bearing with dustproof ring

2 新型防塵擋圈的設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

針對(duì)上述問題，對(duì)防塵擋圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了如下改進(jìn)：1)防塵擋圈圓周結(jié)構(gòu)改為整體式；2)增加了端面定位臺(tái)階，軸承套圈上同時(shí)也增加定位臺(tái)階，保證防塵擋圈與軸承的準(zhǔn)確定位；3)由普通鈑金改為碳鋼，增加了自身強(qiáng)度。采用新型防塵擋圈結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)如圖2所示。改進(jìn)前、后防塵擋圈結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖3所示。

1—外齒圈；2—密封圈；3—第2內(nèi)圈；4—內(nèi)圈；5—第2密封圈；6—新型防塵擋圈；7—副防塵擋圈圖2 新型防塵擋圈三排圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of three row cylindrical roller slewing bearing with new dustproof ring

圖3 改進(jìn)前、后2種防塵擋圈結(jié)構(gòu)對(duì)比Fig.3 Comparison between two types of dustproof rings before and after improvement

2.2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

對(duì)于直徑3 m以下的防塵擋圈，建議采用整體式設(shè)計(jì)，直徑3 m以上的防塵擋圈，建議設(shè)計(jì)一個(gè)接口，安裝時(shí)將接口焊接形成整體。新型防塵擋圈為鋼制圈，外形設(shè)計(jì)利用原防塵擋圈Z字形的剩余空間(圖3c)。2種防塵擋圈高度相同(h1=h2)，寬度b2比b1大2～3 mm，定位臺(tái)階寬度c一般取3 mm，定位臺(tái)階厚度a一般取2 mm。新型防塵擋圈仍采用M6螺釘與軸承連接，擋圈圓周平行度好，可適當(dāng)減小其與副防塵擋圈的間隙，可將原擋灰圈軸向厚度e1增加2～3 mm。

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)

新型防塵擋圈有如下優(yōu)點(diǎn)：1)制造精度高，與軸承配合緊密，定位良好；2)強(qiáng)度高，抗沖擊能力強(qiáng)；3)整體無接口或僅一個(gè)接口，降低了接口開裂的概率；4)增加了安裝定位結(jié)構(gòu)，保證安裝精度和防塵擋圈的穩(wěn)定性。

改進(jìn)后軸承加工成本有所提高，制造成本增加量約占軸承總價(jià)的0.5%，而該類軸承由于尺寸較大，維修成本較高，一般拆卸維修費(fèi)用會(huì)超過軸承自身價(jià)值。采用新型防塵擋圈所增加的成本可以接受。

3 使用效果

采用新型防塵擋圈的6397/4914轉(zhuǎn)盤軸承已運(yùn)行數(shù)年，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，能夠滿足該類轉(zhuǎn)盤軸承的使用要求，降低了該類軸承發(fā)生早期失效的概率。該類新型防塵擋圈同樣可應(yīng)用于132.50.5000.03，132.50.4000.03，131.50.3550.03等多個(gè)系列的轉(zhuǎn)盤軸承。