剖分式滚动轴承保持架连接方式

王长兴，苏军伟，曲新静

(1. 河北银河轴承有限公司，河北 邯郸 056000；2. 洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471039)

相对于整体轴承，剖分式轴承在受限位置更易于安装，能为主机设计提供更大的弹性空间，轴和其他相邻部件通常能被简化而不损失性能。在更换轴承时，与轴承相邻的设备都不需要移开，能够减少安装轴承的总体时间并降低工作要求，从而极大地减少主机停机时间，提高生产效率。基于上述优点，剖分式轴承得到越来越多的应用[1-4]。

通常，剖分式轴承的保持架为两半结构，装机后再组装连接。连接方式对保持架的尺寸空间有一定的要求，不同的连接方式往往影响到轴承滚动体的尺寸及数量，进而影响轴承的使用性能。因此，采用合理的连接方式就成为剖分轴承保持架设计的关键。

1 U形弹性夹连接

U形弹性夹如图1所示。其采用弹性良好的钢材加工，宽度L与保持架开槽宽度L′(图2)一致，可防止两保持架安装后错位。在两半保持架端面上增加销连接，可以实现保持架的精确定位并防止保持架安装后错位。安装前U形弹性夹张口宽度S小于安装尺寸，为方便安装，在半保持架安装口处加工一个倒角β，在保持架内径连接处加工一个倒角γ(图2)，使其可与保持架连接后形成自锁。U形弹性夹中间为圆弧，圆弧半径R与保持架中部和弹性夹连接处圆弧半径大小一致。U形弹性夹两个夹紧面夹角为2α，根据所需夹紧力大小调节α角。其夹紧面下部加工高为h的凸台，该凸台和保持架连接后，与保持架内径连接处的γ角形成自锁点，可有效防止轴承在运转过程中U形弹性夹脱落。

图1 U形弹性夹结构示意图

将两半保持架组装滚子后安装在内圈上对接，将2个U形弹性夹分别插入图2所示安装位置处。未安装时U形夹张口宽度为S，安装后张口宽度为S′(S

1—滚子；2—两半保持架；3—U形弹性夹安装位置

2 C形弹性夹连接

C形弹性夹结构如图3所示。C形弹性夹通过两侧唇部的孔与安装在两半保持架上的圆柱销进行配合，实现保持架的连接(图4)。

图3 C形弹性夹结构示意图

1—滚动体；2—圆柱销；3—两半保持架；4—C形弹性夹；5—螺钉

C形弹性夹两侧唇部边缘被冲压成圆弧形，在安装时其唇部能够更容易的实现与圆柱销的配合。为了能够实现良好的连接效果，两半保持架与C形弹性夹配合处的内、外径面加工成平面。C形弹性夹与保持架内径连接处设计成开口式，可以实现弹性夹在轴向对保持架的夹紧，有效防止安装后两半保持架发生错位现象，为了增加弹性力，弹性夹开口处设计成λ1的夹角(图3)。弹性夹唇部与水平方向有λ2的夹角，安装后唇部发生弹性变形，从而与保持架内、外径表面紧密贴合。

在保持架安装时，C形弹性夹首先和其中的一半保持架配合，然后推压另一半保持架使得圆柱销与C形弹性夹上对应的孔连接。为了防止在安装过程中出现误操作，把弹性夹碰掉遗失或漏进主机中造成不必要的损失，有时也在弹性夹一侧的唇部上增加一个螺钉安装孔(图4)。C形弹性夹与一半保持架在销连接的基础上用螺钉固定，使得弹性夹始终与一半保持架连接。进行滚动轴承维护或更换时，只需用螺丝刀撬开弹性夹唇部，即可使弹性夹与圆柱销脱离连接，从而拆卸掉保持架滚动体组件。

由C形弹性夹装配图可以看出，弹性夹基本上是环包住保持架实现连接，为了防止C形弹性夹安装后与轴承套圈或主机发生干涉，要在保持架端面加工出与弹性夹宽度L相对应的凹槽。由于在保持架端面及其内、外径圆柱面加工出了安装C形弹性夹的凹槽，此连接方式会削弱保持架连接处的强度。

对于小型剖分滚子轴承保持架，C形弹性夹两侧唇部可各采用一个销孔，实现与圆柱销连接。

3 弹性板连接

弹性板分为上、下2部分，上片结构如图5和图6所示；下片为平板结构。弹性板上片有上、下2个唇。上唇与水平面夹角为θ1，下唇与垂直面夹角为θ2，上下唇原始夹角θ<90°。弹性板上片固定端铆钉孔用于和其中一半保持架固定。弹性板宽度L1应稍小于保持架兜孔长度，下唇宽度约为0.25L1，下唇长度H2约为保持架径向厚度的一半。弹性板下片与弹性板上片固定端对应位置有铆钉孔，用于铆合弹性板上、下片。

图5 弹性板上片三维立体视图

图6 弹性板上片结构示意图

弹性板上、下片通过铆钉固定于一半保持架端部(图7)，上、下片弹性板边缘均冲压成圆弧状，在装配另一半保持架时，能够引导弹性板与圆柱销配合。两半保持架与弹性板配合的表面均加工成平面，当弹性板上片与保持架配合后，上、下唇夹角θ′大于原始夹角θ，此时上下唇产生弹性变形，能防止上唇部松动造成与圆柱销脱扣的现象。

1—铆钉；2—弹性板上片；3—销钉；4—滚子；5—弹性板下片 6—半保持架

半保持架的销孔为通孔，圆柱销长度略大于保持架径向厚度与弹性板板厚之和，与保持架通孔成过渡配合，弹性板下片可以防止圆柱销下沉。在拆卸保持架滚动体组件时，可以使用螺丝刀撬开弹性板上唇，也可以利用工具按压圆柱销，弹性板下片产生弹性变形，圆柱销下沉与弹性板上片上唇部脱扣。此外，采用此类型连接的保持架的材料一般为黄铜，材料较软，通过弹性板上、下片铆合固定可以消除轴承运转过程中的铆合松动。

4 螺钉连接

4.1 方式一

此方式的保持架连接装配如图8所示。在一半保持架侧梁端部钻有通孔，与之相对的另一半保持架侧梁端部钻有螺纹孔，通过螺钉实现保持架的连接。轴承运转过程中，连接螺钉主要承受拉伸力，如果两半保持架连接不当，连接螺纹在工作压力与离心力的作用下会出现螺纹滑牙返松现象，使保持架实际工作直径变大，滚动体压磨外圈并产生振动，加剧轴承损坏[5]。选用此连接方式时，通常要在连接处涂抹螺纹紧固胶以避免铜螺纹滑牙返松。

1—滚子；2—半保持架；3—螺钉

4.2 方式二

此方式的保持架连接装配如图9所示。两半保持架通过螺钉紧固连接片实现连接。螺钉主要承受剪切力，能够避免螺纹滑牙。为增加螺钉连接的强度，通常与两半保持架端面的销连接组合使用(图9)。螺钉连接片可采用45#钢制造。

1—螺钉；2—连接板；3—圆柱销

5 结束语

U形弹性夹连接利用弹性夹弹性力实现保持架的紧固连接，是小型、加工空间不足等剖分轴承保持架连接的首选方案。

C形弹性夹和弹性板连接利用弹性元件弹性形变后的弹性力实现保持架的紧固，通过弹性元件与圆柱销配合实现连接，这就要求保持架要有足够的配合空间，因此常用于大型剖分轴承保持架的连接。

2种螺钉连接方式均利用螺纹实现紧固与连接，不同之处在于方式一中螺钉承受拉伸应力，而方式二中螺钉承受剪切应力。这2种螺钉连接方式相比前3种连接方式的紧固性能更优越，多用于特大型剖分轴承保持架的连接。