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1、I 9 9 2 年 1 1 月 第l 5 卷 第6 期 重庆太学学报 J OURNAL OF CHONGQI NG UNI VERSI TY V“ 1 5 6 Nov1 992 1 口 一 7 滚动轴承的冲压轴承座研究 THE STUDY OF ANTI FRI C TI ON BEARI NGS S TAM PI NG PI LL oW B O L OCK 塞 查 墅 Y u Fa n gq i n ( 重 庆大 学 机 械 工 程 二 系) 丁H j 妈 、 ； 摘要运用 期 斌 分析 、 计算、 模 拟实验等方 珐论 征用冲压 轴承座 替代铸 造轴承 座 的 器件 分 析冲压轴承座对轴承
2、工 作游 隙、 配合性能 、 轴承 寿命的影响 ， 得 到不同工况下冲压 轴 承 座 的 实 用 参 数 。 关 键 词 堕 垫 苎 至 但垦 垫 至 堕 I； 铸 造 塾 鱼 配 台 类 型 ； 轴 至 缸 中国图书资料分类法分类号nT 1 3 3 3 3 I T H2 2 2 ) T G 3 8 6 3 2 ABSTRACT Th e c o n di t i o n s t h e t t h e s t amp i n g p i l l o w b l o c k r e D J a L e s t h e f o u nd i n g p i l l o w bl o c k i
3、s di s cu s s e d wi t h t e s t i n g， a n al yz i n g， c o mg ut i n g a nd s i mul a t i v e e xp e r i me n t i ng I n a d di t i o n， t he s t am i n g p i I l o w b l o c k s e f f e c t s o n t h e wo r k i n g i n t e r n a l c l e a r a n c e ， t h e f i t t i n g c h a r a c t e r s a n d
4、t h ea r i n g s du r a b i l i t y a r e an a l y z e d And f i na l l y， t he p r a c t i c a l p ar a m e t e r s o f t he s t a i nD i n g p i l l ow b l o c k a r e o h - t ai n e d i n di f f e r e nt wo r k i n g c o nd i t i o n s KEY WORDS a n t i f r i c t i o n b e a r i n g s t a mp i n
5、g p i l l o w b lo c k f o u n d i n g p i l l o w b l o c k f i t s k i n d b e a r i ng d ur a b i I i t y 0 引 言 滚动轴承是精 密元件 ， 要求与它相配合 的轴承 座具有相应的精度 ， 在带式输送 机等运输 L 械： ，9 保 证轴承 喳与轴承的配合精 度及使用性 能， 传统 的方法是采 用笨重 的铸 造与机械 t构 轴 承 。 减 瞳轴 送 的结 构重量 ， 提高承载 能 力， 改善起动性 能 ， 降 低动 力消耗 ， 减小 维修 费 q， 我 f 门在墒迁机的托辊 卜采 用薄
6、壁的冲压加工轴承座 替代厚壁的铸 铁轴承庄 此 项 目技术 经济效益 显著 。以 D T带 式输 送机 8 9 型托辊 为倒 。冲压轴承座 每件重量 不及铸 造轴承 座的 l 3 ， 托辊 部件总重量因而减轻 了2 5 。 冲压轴承应的单件 成本 其为铸铁轴承座 的5 8 ， 按年 生产能 力 为1 5 万件的工厂计 ， 仅 此一项全厂便可增 加利润 1 0 万 元 。 此 外 ， 冲压加工还 具有 生 产率高 ， 生产周期短 等优点 。 本文 从测试 、 计算分析 、 模拟实验 等方面论述 采用 冲压轴承 座替代铸铁轴 承座 的条件 ， 收 文 口期1 9 9 I 一1 2 2 5 举1 5
7、 卷 荤6 期 亲方 勤 ： 漾 动轴承 的冲压 轴承 座研 竞 设计各种不 同工 况 r 的 冲压轴承座 验证 其配合性质。 l 轴承工作游隙计算 l _ l 基 本 力 学 关 系 输送 机 托辊 中滚 动轴 承 、 轴承 座 及心轴 的位置 关 系如 图 1 图 2 为 轴 承座的结构 轴承 外罔与轴承座 、 轴承 内圈与心轴 由于 过盈 量形成的 配合 ， 可视 为均 匀 受 内 ( 外 l 压的 圆 筒 ， 直力 应变 作轴 对称问题 处理 计 算 时 忽 略 轴 承座 底 孔及 法 兰的 影 响 。 内( 外) 受压圆筒径向应 力 、 切 向 应 力 、 径 向 位 移 的 拘 梅
8、 刀 程 L。 舟 2 轴 承座 I r 一 IL一 广 料 - 4 3 t 奄 3 l 轴承2 管子3心轴 4 轴承座 I 轴承 座装 配 筒I斟 前圆内( d 茼圜 ( B 3 内( 外) 受压嘲筒 n = + 一d 一 一-等譬 + ”=一古 + 击 c r 对于 外圆 筒 o ( 冈3 ) ， 取6 = ：宴 ， 外 径 伸 张 一2 l l 一蛩 对 内圆筒 ： O ( 图 抽) ， 同理 可得内径 缩 鲢 一 接触面 卜的均布 止 力 ( p= p 或 p= )由内外圆筒变形协调边界条件求 出 一 如 +盟 ( 2) 3 ( ) 重庆走学学报 J 9 9 2 年 式 中 ， ， ”
9、 ， 分别 为外 、 内圆筒的弹性模量及泊松 比。 1 2 轴承 工作游隙 计算 工 作 游隙是滚动轴 承重要的工作性能 参数 。 本文工 作游 隙计 算采用文献 2 的方法 。 工 作游 隙包 含 ( 1 ) 轴承 原始游 隙 C 。 ， 以及 ( 2 ) 轴承 内圈与， L 2 - 轴 配合引起 内圈滚道 柑径 向的伸 张 量 Ad ， 与( 3 ) 轴承 外圈与壳体配合 引起外圈滚 道沿径 向的收缩量d t ， 这 两者 产生 的径 向游 隙的变化 量 。 外载荷有使游 隙增加 的趋 势 ， 计算 时予 以忽 略( 偏于安全 ) 。 于是工 作游隙记为 C o p= 一 d 1一 ( 5
10、 ) 计算 原 始数据 列于表 1 。 Ad 1 计 算 取 d 1 2 7i l a _ m， d 2 =2 0i l a_ m， 轴 承的 =2 1 1 0 N mm ” =0 3 ， 心轴的 =2 4 l 0 N mm ， =0 2 8 。 由( d ) 式和 ( 2 ) 式便可得 到配合面上均布 压力 ， 及 内圈径 向伸 张量 d ， 而 ( 表2 ) 。 也计算 取 如=4 7 mm， =4 1 m m， 轴承座的 =2 0 1 0 H ram 。 此 时轴承 外圈应 换成 、 ， 计 算结果见表2 。 表 l 轴承座 、 轴承 及心轴尺 寸( m m) 表 2 轴承 内圈 ( d
11、 ) 、 外圈 ( d 一 ) 径向变形量 轴承座内径f m m)4 7 - 0 o z s 7 = 哪 4 7 3 ： i ； 4 7 -+ H1 | 4 7 = 8 ： 嘲 4 7 = 8 强 n - ( N mmz ( N mm z ) 粗，( o r n ) 。 l d ( u m1 ( o r n ) n( u m) C b 叫 Hx( u rn) Co p c n i n( o r n) 7 4 8 0 l 2 2 0 】 5 】 0 9 5 1 l 1 6 3 0 】 9 0 21 9 0 2 1 1 1 9 表中负疽为游隙过盈 m 。 。 。 三； 。 。 。 第l 5 卷第B
12、 期 余方勘 滚动轴承的冲压轴承座研 究 7 3 改变轴承座 与轴承外圈的配合性质 ， 过盈 量按轴承座的 M7 、 P 7 、 8 、 N8 、 P 8取 值 ， 作 述类似的 d 及幽计算 ， 其结果一并列入表 3 内。 表中工作游隙的C o p m a x 及C o p min由( 5 ) 式 与轴承样本 的 边界值算 。 1 3 计 算结 果考 查 按轴承 寿命 最大 值理 论 ， 轴承 工作时的游 隙应接 近于零 ， 即 C o p , 0 ， 同时顾及 冲压 加 工 的经济性 由表 3 可知 ， 在各种精度配合 的轴承座 中 较为合理 的是 M8 及 N8 2 冲压轴承座配 合性能
13、模拟实验 用棒料 经过 切削加工得到的轴承座( 图2 ) ， 作材料 为0 8 F的冲压轴 承座配合性 能模 拟实 验 物理 条 件 两 者 相 差 甚 微 ， 相 似 系数 c一 1 。 几 何 条 件 中两 者 的 尺寸 及 精 度 完 全 相 同 ( 4 7 K 8 ) ， ci 。 由于板 材轧制 的方 向性 力学条件两者略肓差 异。 2 + 1 实 验 方 法 探 沟球 轴承径 向游 欧的测量有 多种方法 ， 本文采 用 J I S B1 5 1 5 的方法 。 。 图d 为测 量原理 ， 测 量载 荷为2 3 N 支点 间距 为1 4 0 mm。 2 2 游隙测量 躲 轴 承座 心
14、轴 图 4 罅隙测量 图 5 装配游隙测世装置 原 始游 隙 C 0 ， 测 量结果 列于表4 。 装配游 嗽 c f ， 先 在材料试 验机上将 整 个轴承平 稳地 压 入 轴承 座 内， 再按图5 配 置测 量装置 ， 测量结果见表 。 表 d 原始游隙殛装配 游隙 测量 。一 2 0 一 ，一 2 角田和雄- 滚动轴承工程学、 贵州省 机械研究所情报室 ，1 9 80 重庆太学学报 1 9 9 2 丘 2 3 测 量 值 考 查 扣 除测量载荷造成的 弹性 趋近量 d岬 及心轴挠 度实测值 2u m， 本组 2 0 4轴承原 始游酸 的钡 I 量值 1 8 4 2 1 2 U In ，
15、此值在该轴承产品样本游隙 l O 2 0 m范雨内， 测量 值可靠 。 装 配游 隙测 量值 一 8 7一 d一 2 2 7 m， 与计算值 ( 裘 3 )相 同配合 ( 8 )的 C o p ma x= 8 9 C o p n l b l =一 5 1相吻合 。 3 冲 压轴承座配合类型设计 托 辊 铸铁轴承 座与轴 承配合 的理论计算及 实验验 证表 明， 该配合 G 6 ( 相 当于新 国标 MT )符 合轴承寿命 最大 值理论 ， 满足使 吊要求 ， 能支持 冲压轴承 座配合的选 型 。 现对肆 压轴 承 座可能的配合 作如下 设计 。 轴承座有 M7 、 Lv7 、 - 8 、 M8 、 N8 、 P 8等类 型与 2 0 , 1 轴承外 圈形成 各 种配 合 M ? N7 K8 8 N8 P 十 O l 2 冁s 。 一 一 圈 6 轴承外圈与轴承座各种配台的公差带
