渗碳钢双列圆锥滚子轴承外圈淬火压模设计

综合以上各式得出
S1 = S2 = … = S10
(6)
只有保证 (6) 式才能使各组钢球受力均匀 ,而
S1 、S2 、…S10 又是通过游隙而体现出来的 ,因此各
组游隙必须相同 。这就需要轴承加工时注意各个 零件尺寸的一致性 ,成套轴承配好游隙后零件顺 序不得弄混 ,否则会造成个别游隙小的轴承过载 而钢球提前破坏 ,使整套轴承失效 。
D1 = D0 + 2 ( L2 - L1 ) tgα + d1 - d2 (6)
式中 L1 、L2 、d1 、d2
车工图尺寸 (见图 3)
《轴承》2000. №. 5
3 计算实例
现以我公司出口美国 HM129814XD - S 铁路 轴承外圈 (图 4) 为例 ,试计算其淬火压模尺寸 。 3. 1 公式法 3. 1. 1 马鞍型凹入量 δ
1 浮动定位原理及设计原则
1. 1 定位原理 工件的两端面以浮动定位套定位 ,在浮动定
位套的后面加一个碟形弹簧 ,当两个淬火压模压 靠以后 ,工件的两端面向两边推开浮动定位套一 个微小距离 ,这时碟形弹簧被压缩 。调整碟形弹 簧弹力的大小 ,就能保证工件在两个压模中间位 置上 (轴向) ,这样就消除了批工件由于宽度变动 量大而造成淬火后工件两滚道直径相互差 。值得 指出的是工件是在烧红的状态被定位在两个压模 上 ,两个压模虽被压靠 ,但工件与模具之间在径向
1 - 轴承外圈 ;2 - 浮动定位套 ;3 - 背帽 ;4 - 销轴 ;5 - 压缩 (脱 模) 弹簧 ;6 - 盖板 ;7 - 锥体 ;8 - 弹簧圈 ;9 - 碟形弹簧 ;10 - 胎 涨绊
图 1 淬火压模浮动定位结构
存有间隙 ,因此在未进入油液淬火之前 ,工件在两 个压模的轴向上自动找中心是没有问题的 。根据 350626Sc 轴承外圈生产实践 ,两个滚道直径差可 调到 0. 1 mm , 淬火后工件尺寸的离散度达 0. 3 mm 。 1. 2 碟形弹簧设计
要解决马鞍型变形必须使模具角度小于工件
车工图的角度 。工件角度与模具角度之差即为模
具与工件角度差 (以下简称角度差) 。
由图 3 得角度差
·36 ·
α′=
arctg
2δ
L3
(2)
2. 1. 3 模具整形角度 α
模具整形角度即为车工图角度减去角度差 ,
即
α = α″- α′
(3)
式中 α″ 工件车工图角度
按车工图尺寸设计模具 。实践证明 :将凹入量 δ
(半径量) 加到小头直径上则合适 。即
D0 = d0 + δ
(5)
式中 d0 工件车工图 (见图 3) 小头直径
2. 4 模具直台部分直径 D1 的确定 由于模具角度的改变 ,模具直台部分直径尺
寸也跟着变化 ,不应等于车工图牙口尺寸 ,即必须
保证原车工图的 d1 与 d2 之差不变
介绍了普通浪形保持架和方支撑柱铆合的浅球兜型 浪形保持架毛坯通用算式的推导过程 。附图 2 幅 。
叙词 :保持架 毛坯 直径 计算
李作田 ,倪雅勤 ,韩亚秋. 渗碳钢双列圆锥滚子轴承 外圈淬火压模设计. 轴承 ,2000 (5) :35～37
为了解决渗碳钢轴承套圈二次淬火后工件两滚道直 径差的问题 ,淬火压模采用了浮动定位结构 。介绍了淬 火压模的浮动定位原理及模具的设计方法 ,并用实例说
由 (4) 式可得 α′= 16. 089′。 以上两种计算结果基本一致 ,现取角度差 α′
图 5 350626Sc 外圈车工图
= 15. 5′,所以模具整形角度 α=α″- α′= 9°58′15″ - 15′30″= 9°42′45″。 3. 3 计算模具小头尺寸 D0
由 (2) 式得
(上接第 44 页) 端木培兰 ,史锡光. 中频淬火感应器的改制. 轴承 , 2000 (5) :30～31
叙词 :感应淬火 感应器
康 华 ,高国庆. 角接触球轴承实体保持架内径压印 锁量工艺改进. 轴承 ,2000 (5) :32
叙词 :角接触球轴承 实体保持架 工艺
张海鹰. 浪形保持架毛坯平均直径通用算式推导. 轴 承 ,2000 (5) :33～34
正比于比值 L1ΠS 、L2ΠB 及 L3ΠD ,即有
δ∝ L1 ·L2 ·L3
SBD
如定量表达变形量则有
δ = 0. 041 L1 ·L2 ·L3
(1)
SBD
式中 L1 、L2 、L3 、B 、S 和 D
车工图尺寸 ,见
图3
0. 041 是在压模旋转淬火条件下 ,由经验数
据推求的 。
2. 1. 2 模具与工件角度差 α′
·37 ·
《轴承》2000. №. 5
为了保证
F a1
=
Fa2
=
…=
F a10
=
1 10
Fa
(1)
必须使
X1 = X2 = … = X9
(2)
Y1 = Y2 = … = Y9
(3)
X1 = Y1 , X2 = Y2 , …X9 = Y9
(4)
式中 Fai 第 i 排钢球承受的轴向力
Xi 第 i 个轴圈的接触点与第 i + 1 个 轴圈的接触点之间的轴向距离
δ=
164. 83 2
tg15. 5′
由 (5) 式得
= 0. 372
D0 = 180. 93 + 0. 382 = 181. 3 3. 4 计算模具直台尺寸 D1
D0 = 181. 3
L1 = 14. 77
L2
=
164. 2
84
= 82. 415
α = 9°42′45″
d1 = 208. 9
d2 = 204. 7 由 (6) 式得 D1 = 208. 656
碟形弹 簧 工 作 变 形 可 等 于 批 套 圈 宽 度 变 动 量 。碟形弹簧工作变形大 ,则轴向自动找中心不 准。
碟形弹簧必须具备足够弹力 (1. 0 t 左右) ,而 工作变形则越小越好 。碟形弹簧设计是否合理 , 是淬火压模整形精度高低的关键 。 1. 3 模具锥体角β的确定 (见图 2)
L′3ΠD′) Π( L1ΠS ·L2ΠB ·L3ΠD) 之值大于 1 ,则说明
新产品马鞍型变形量比老产品严重 ;如果其比值
小于 1 ,则说明新产品马鞍型变形量较老产品小 。
如已知老产品的角度差 α′0 较合适 ,则新产品角
度差 α′可由下式求得 :
α′=
α′0
LS′′1 ·LB′′2 ·LD′′3 L1 ·L2 ·L3
用 350626Sc ( 图 5) 作 比 照 并 已 知 其 角 度 差 α′0 = 9′较合适 ,得到 :
图 4 HM129814XD - S 外圈车工图
α′0 = 9′,L′1 = 14. 77 , S′= 6. 33 ,L′2 = 82. 415 , B′= 15. 93 ,L′3 = 164. 83 , D′= 221. 56 ,L1 = 13. 89 , S = 7. 3 , L2 = 75. 8 , B = 18. 85 , L3 = 151. 6 , D = 230. 9 。
! 工夹模具 #
《轴承》2000. №. 5
渗碳钢双列圆锥滚子轴承外圈淬火压模设计
瓦房店轴承集团公司 (辽宁瓦房店 116300) 李作田 倪雅勤 韩亚秋
在我公司目前生产的产品中 ,渗碳钢轴承套 圈都需要二次淬火 。在工件车加工时 ,虽经软磨 统一了尺寸 ,而在一次淬火后 ,批套圈宽度变动量 较大 (如 350626Sc 套圈宽度批差 : 0. 5 mm) ,采用 压模二次淬火必须以工件的两端面定位 ,这样一 来淬火后的工件两滚道直径差则达到 0. 176 mm。 为解决这一问题 ,淬火压模采用了浮动定位结构 (如图 1 所示) 。
在选取游隙值的大小时应注意保证钢球的两 点接触状态 ,由于转速和井底温度高 ,过小的游隙 使轴承失效更快 。游隙值可通过沟道半径 、钢球 直径 、套圈沟心距及接触角计算得出 (公式略) ,一 般取值 ≥0. 15 mm 非常安全 。
3 结束语
试验表明 ,国产的推力轴承可代替进口轴承 , 满足螺杆钻具的需要 。从发展来看 ,由于恶劣的 工作条件 ,即使通过设计提高了轴承的寿命 ,但再 从轴承本身 (材料 、设计) 寻求突破已潜力不大 ,只 有充油密封技术取得突破 ,使轴承的工作条件得 以改善 ,才能从根本上解决轴承寿命问题 。
图 2 模具主要尺寸
2 模具主要尺寸确定 (图 2)
双列圆锥轴承外圈壁厚 ,其中间比两边厚 ,工
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《轴承》2ห้องสมุดไป่ตู้00. №. 5
件淬火后中间收缩严重 ,因此外径素线形成马鞍 型 。这一问题可通过改变模具角度来解决 ,即模 具角度比工件角度小 ,模具与工件的角度差 α′可 通过工件淬火后马鞍型的凹入量来确定 ,但这样 就需反复试验 ,其胎涨绊就反复被废掉 。现用两 种方法确定模具整形角度 α,它是确定模具尺寸 的基础 。 2. 1 经验公式确定马鞍型凹入量 (见图 3)
Yi
第 i + 1 个座圈的接触点与第 i + 2
个座圈的接触点之间的轴向距离
i 钢球的排数 , i = 1 ,2 , …10
又因
X1 - S1 = Y1 - S2
X2 - S2 = Y2 - S3 …
(5)
X9 - S9 = Y9 - S10
式中 Si 第 i 排钢球与轴圈和座圈两接触点
的轴向距离 , i = 1 ,2 , …10
·10 ·
明 。附图 5 幅 。 叙词 :双列圆锥滚子轴承 外圈 淬火 模具 设
计
刘良瑞. 筐形保持架无槽凹模压坡模的设计. 轴承 , 2000 (5) :38～41