縣鵬宇

(甘肅海林中科科技股份有限公司 技術(shù)中心，甘肅 天水 741018)

符號(hào)說(shuō)明

a0——內(nèi)圈大擋邊寬度

Dw——滾子大頭直徑

E——外圈公稱(chēng)小內(nèi)徑

K——圓錐滾子軸承的回轉(zhuǎn)中心到內(nèi)圈大擋邊的距離(簡(jiǎn)稱(chēng)“回轉(zhuǎn)中心距”)

l——滾子總長(zhǎng)度

T——軸承裝配寬度

α——軸承公稱(chēng)接觸角

β——圓錐滾子軸承內(nèi)滾道半錐角

ρ——圓錐滾子球基面的曲率半徑

φ——滾子半錐角

1 借用的意義

對(duì)于圓錐滾子軸承，通常情況下其內(nèi)徑、外徑、裝配寬度、公稱(chēng)接觸角和外圈公稱(chēng)小內(nèi)徑為給定的基本技術(shù)參數(shù)，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均可查到；而滾子直徑、滾子半錐角、滾子球基面曲率半徑和滾子長(zhǎng)度為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，需在軸承設(shè)計(jì)中確定。圓錐滾子的這幾個(gè)基本參數(shù)一旦確定，內(nèi)圈和保持架的基本結(jié)構(gòu)也就確定了，由此可見(jiàn)滾子的基本參數(shù)在圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)中起著決定性的作用，因此在圓錐滾子軸承的設(shè)計(jì)中，在保證內(nèi)圈和保持架結(jié)構(gòu)合理的情況下，對(duì)于新設(shè)計(jì)的圓錐滾子軸承，可以考慮采用已有規(guī)格的圓錐滾子，也就是文中所講的滾子的借用。滾子借用的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)可以利用現(xiàn)有規(guī)格的滾子，從而減少了滾子的規(guī)格；(2)可以減少工裝模具的投入；(3)便于現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)管理。

在設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，滾子的借用與否與軸承公稱(chēng)接觸角和外圈公稱(chēng)小內(nèi)徑有關(guān)。同一系列的軸承，可以以一個(gè)基本型軸承為基礎(chǔ)，通過(guò)內(nèi)徑、外徑、內(nèi)圈寬度、外圈寬度、裝配高、內(nèi)圈裝配倒角、外圈裝配倒角等參數(shù)的任意組合變換，形成多個(gè)內(nèi)組件和外圈，這些內(nèi)組件和外圈間可以任意組合，形成多個(gè)型號(hào)的軸承。設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，公制軸承中的32000，33200，33100，32900，33000等特輕、超輕和輕寬系列軸承容易做到同一系列的幾個(gè)型號(hào)同時(shí)借用一種滾子；而在其他公制系列中滾子借用情況較少。與公制圓錐滾子軸承相比，英制圓錐滾子軸承的系列較為龐大，尺寸范圍覆蓋較全；因此，其不同系列間滾子借用的情況較多。

2 借用分析

圓錐滾子軸承如圖1所示，內(nèi)圈大擋邊寬度為

a0=K-ρcosβ，

(1)

(2)

β=α-2φ。

(3)

圖1 圓錐滾子軸承

滾子大端直徑為[1]

Dw=2ρsinφ。

(4)

則滾子球基面的曲率半徑為

(5)

將(3)，(5)式代入(1)式得

(6)

通常情況下，圓錐滾子軸承的T，E，α為一標(biāo)準(zhǔn)值，因此對(duì)于圓錐滾子軸承來(lái)講回轉(zhuǎn)中心距K為一固定值。由(6)式可以看出，a0是由K，α，Dw和φ決定的。由于被借用滾子的直徑Dw和半錐角φ為已知數(shù)值，若兩軸承的K和α相近，那么兩軸承內(nèi)圈大擋邊寬度a0就會(huì)相近，這時(shí)可初步判斷這兩套軸承的滾子可以相互借用。

要判斷滾子是否可以通用，首先要看兩軸承的公稱(chēng)接觸角α和回轉(zhuǎn)中心距K是否接近。一般情況下，兩軸承中α的差值小于2°30′，回轉(zhuǎn)中心距K的差值小于3 mm，就有可能做到滾子直徑尺寸的一致，則可以考慮滾子的借用設(shè)計(jì)。然后利用借用滾子的3個(gè)基本尺寸參數(shù)(滾子的大頭直徑、長(zhǎng)度和半錐角)對(duì)借用滾子軸承內(nèi)圈和保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常情況下，在內(nèi)圈設(shè)計(jì)時(shí)需首先保證內(nèi)圈大擋邊具有一定的強(qiáng)度(一般情況下要保證a0為內(nèi)圈寬度的0.16～0.20倍)，然后再判斷各項(xiàng)約束條件是否滿(mǎn)足要求，若各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)滿(mǎn)足要求，則滾子可以借用。

但是在一些非標(biāo)準(zhǔn)軸承的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)為了降低設(shè)計(jì)成本，減少滾子的規(guī)格，也可以對(duì)滾子進(jìn)行借用，在這種情況下，如果借用滾子軸承的回轉(zhuǎn)中心距與基本型軸承的回轉(zhuǎn)中心距不一致，為了保證滾子的通用性，就需要利用(2)式，對(duì)借用滾子軸承的E和α進(jìn)行調(diào)整，使兩軸承K值較為接近，然后以借用滾子的直徑、長(zhǎng)度、半錐角為基本設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)借用滾子的軸承內(nèi)圈和保持架進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理有效。

3 結(jié)束語(yǔ)

滾子可以借用的前提條件是兩軸承的回轉(zhuǎn)中心距和公稱(chēng)接觸角應(yīng)當(dāng)相近，并需驗(yàn)算以借用滾子的基本參數(shù)為基礎(chǔ)得到的軸承內(nèi)圈和保持架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如果各結(jié)構(gòu)參數(shù)均滿(mǎn)足約束條件，則滾子可以借用。采取滾子的借用設(shè)計(jì)，可以減少滾子的規(guī)格，降低設(shè)計(jì)成本，便于生產(chǎn)組織和管理。