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降低高精度薄壁转盘轴承摩擦力矩的工艺改进

来源:龙道轴承 发布时间:2019-05-07热度:
1转盘轴承摩擦力矩分析 某型高精度薄壁四点接触球转盘轴承结构如图1所示,使用在方位转塔上,主机要求轴承精度达到P4。 带座轴承 清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观...


  1转盘轴承摩擦力矩分析
  某型高精度薄壁四点接触球转盘轴承结构如图1所示,使用在方位转塔上,主机要求轴承精度达到P4。带座轴承清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。对轴承的摩擦力矩要求也十分严格:轴承空载下,60 N·m; 1 × 105N 载荷下,启动摩擦力矩不大于 120 N·m; 偏心
300 mm,8 × 104 N 载荷下,启动摩擦力矩不大于400 N·m。
  1薄壁转盘轴承装配示意图
 
      由于零件壁薄、刚性差、易变形,为保证高精度要求,采取多次精加工的工艺方法,确定内圈、外齿圈工艺流程为:锻造一车削成形+表面淬火、回火+精车、初磨一附加回火+细磨+钻孔一附加回火一终磨。按此工艺加工的轴承装机使用后存在摩擦力矩不均匀,有局部增大现象,不满足主机要求。分析工艺过程,认为导致轴承摩擦力矩增大的主要原因有:
  (1)精度要求高,工序相对较多,在多次搬运、装夹过程中,由于零件刚性较差,易产生变形;
  (2)套圈轴向刚性差,两端面平面度、平行差难以保证;
  (3)游隙范围小,不易配制;
  (4)启动摩擦力矩要求严格,套圈沟曲率、沟形加工的离散性大,沟道表面粗糙度影响较大。
  2改进措施
  针对高精度薄壁四点接触球转盘轴承在生产中存在的加工工艺问题,采取了系列改进措施。
  2.1工艺改进2.1.1加工工艺优化
  改进后工艺流程为:锻造一高温回火一车削成形一表面淬火、回火一精车、初磨一附加回火一细磨一钻孔一附加回火一终磨一附加回火一配游隙。在车削前增加高温回火,以稳定尺寸,改善切削加工性能;增加附加回火次数,可及时消除或减小淬火应力,防止淬火变形和开裂,进一步稳定组织,提高套圈精度稳定性。合理确定精加工余量,减小零件的加工变形;采用数控机床加工,避免人为因素修整砂轮对沟形、跳动的影响;将原成形刀车沟道、软磨沟道和初磨沟道3道工序,用数控车沟道替代;细磨、终磨采用数控磨床加工。
  2.1.2降低表面粗糙度
  选用石墨砂轮作为抛光砂轮,采用专用金刚石滚轮修整砂轮,砂轮修整后采用切入法对终磨合格的沟道进行抛光处理,抛光后沟道表面粗糙度达到0.16pm。外球面轴承适量的润滑剂,安装前不需清洗,不需补加润滑剂,轴承内圈凸出端上的顶丝螺钉在轴上紧固时.允许的轴向负荷不得超过额定动负荷的20%。
  2.1.3确定沟道表面淬火工艺
  当沟道接触点硬度不均匀时,会对摩擦力矩产生较大影响,因此,沟道表面淬火工艺十分重要。以外齿圈为试验件,重新制作淬火感应器,在套圈圆周上均匀选取6段长度(每段2个测点),采用不同的工件转速、淬火频率进行工艺试验,测得淬火后硬度和淬硬层深度见表1。由表可知,3#工艺条件符合预期工艺要求,淬火后硬化层深度为4.5~5mm,沟道表面硬度为55~60HRC。
  2.1.4提高合套率
  采用金刚石滚轮砂轮修整器状态下放在数控磨床工作平台上,机床通电上磁后通过电磁吸力定位,工件产生弹性变形,加工后机床退磁,工件恢复自由状态,由于弹性变形造成加工后工件尺寸不符合要求。改进后采用专用胎具径进行限位。加工时首先把胎具平放在数控磨床的工作平台上,将被加工工件在自由(松弛)状态下放在胎具上,进行工件找正,如加工内圈沟道时找正内径(加工外圈沟道时找正齿轮节圆);然后把内圈或外齿圈与胎具用压板、紧固螺钉固定在一起,安装方法如图4所示。加工时磨床不上磁,磨削一端面消除弯曲变形后,将零件翻转,再对另一面进行磨削,避免了装夹引起的弹性变形。
2.2.2专用吊具采用十字专用吊具,减少套圈搬运过程中产生的变形,更好地保证工件精度。外球面轴承实际上是深沟球轴承的一种变型,特点是它的外圈外径表面为球面,可以配入轴承座相应的凹球面内起到调心的作用。外球面轴承主要用来承受以径向负荷为主的径向与轴向联合负荷,一般不宜单独承受轴向负荷。
  3结束语
  采取改进措施,将新装配出的轴承在摩擦力矩试验机上进行试验。水平状态下偏心300m
  M、载荷为8x104N时,启动摩擦力矩不大于400Nm;在倾角为5〇、中心载荷为1x105N条件下,轴承运转正常,未出现急停、卡滞、爬行等现象。

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责任编辑:龙道轴承