供應(yīng)深溝球6309-2RS/Z2組軸承

東莞市西力軸承有限公司
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1) 聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料是一種無(wú)金屬磨損、不咬合的材料。這使得運(yùn)轉(zhuǎn)間隙縮?。ㄖ挥蠥PI規(guī)定的金屬材質(zhì)隙間的一半），較小間隙的襯套可以穩(wěn)定軸，較小間隙的口環(huán)可以進(jìn)一步限制泄漏及泄漏速度。

2) 聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料是一種高強(qiáng)度、高性能的熱塑性材料。它易于注塑，能夠吸收振動(dòng)及沖擊，而在被替代的金屬是會(huì)引起振動(dòng)及軸的磨損。

零部件：配用可移動(dòng)的密封軸套及Teflon的軸承17.凸緣座flangedhousing

有徑向凸緣及在與軸承軸心線垂直的支承表面上有供其安裝用的螺釘孔的一種座。

18.緊定套adaptersleeve

有圓柱形內(nèi)孔的軸向開(kāi)口的套筒，其外表面為圓錐形且小端有外螺紋。用于將有錐孔的軸承安裝（用鎖緊螺母及鎖緊墊圈）在有圓柱形外表面的軸上。

19.退卸套withdrawalsleeve

有圓柱形內(nèi)孔軸向開(kāi)口的套筒，其外表面為圓錐形且大端有外螺紋。用于將有錐孔的軸承在圓柱形外表面的軸上安裝或拆卸（用螺母）。

20.鎖緊螺母locknut

有圓柱形外表面及軸向槽的螺絲母，用鎖緊墊圈的一個(gè)外爪及環(huán)形板手將螺母鎖緊。用于滾動(dòng)軸承軸向定位。

21.鎖緊墊圈lockwasher

有許多外爪的薄鋼板墊圈。一個(gè)外爪用于鎖緊螺母，一個(gè)內(nèi)爪插入緊定套或軸的軸向槽里。

22.偏心套eccentriclockingcollar

一端有相對(duì)內(nèi)孔偏心的凹槽鋼圈，安裝在外球面軸承內(nèi)圈的相等偏心的伸長(zhǎng)端。相對(duì)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)偏心套以將內(nèi)圈固緊，然后緊固頂絲使之固緊在軸上。

23.同心套concentriclockingcollar

安裝在外球面軸承寬內(nèi)圈上的鋼圈，有頂絲旋入內(nèi)圈上的孔里并與軸接觸。 1. 前言

精密球軸承在軍、民產(chǎn)品中都有廣泛的運(yùn)用。由于技術(shù)封鎖等原因，國(guó)內(nèi)精密球軸承市場(chǎng)處于供不應(yīng)求的局面，甚至在一些緊密球軸承領(lǐng)域處于空白狀態(tài)。如何制造精度高、經(jīng)久耐用的球軸承一直是國(guó)內(nèi)、國(guó)際廣大軸承廠家乃至科研機(jī)構(gòu)努力解決的難題之一。

美國(guó)UGS公司出品的UG軟件是一款集CAD/CAM/CAE于一身的三維CAD軟件。其中包含零件設(shè)計(jì)、二維工程圖、零件加工和仿真以及有限元分析等模塊。通過(guò)模塊之間的無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)了零件的三維信息在設(shè)計(jì)、數(shù)控加工以及有限元分析模塊之間的共享，具有設(shè)計(jì)修改方便，更新迅速等特點(diǎn)。

在本文中，我們以一種高精度球軸承內(nèi)圈的磨削加工為例，通過(guò)UG對(duì)其進(jìn)行三維造型，然后進(jìn)行必要的有限元分析，確定種合理的加工工藝。終采用數(shù)控外圓磨床通過(guò)數(shù)控插補(bǔ)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度球軸承的磨削生產(chǎn)，并且通過(guò)UG軟件編制了數(shù)控磨削程序。該球軸承內(nèi)圈尺寸如圖1所示，從圖中可以看到，該零件具有很高的尺寸公差和形位公差要求，都在μm級(jí)以?xún)?nèi)，而且表面粗糙度要求也很高，在Ra0.2μm以?xún)?nèi)。


2. 球軸承插補(bǔ)磨削原理及其幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

球軸承插補(bǔ)磨削原理如圖2所示。工件坐標(biāo)系由X、Z軸構(gòu)成，工件旋轉(zhuǎn)軸為Z軸，工件徑向?yàn)閄軸。砂輪帶圓角，繞著自身徑向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)磨床X、Z軸插補(bǔ)對(duì)圓弧段AB進(jìn)行磨削，完成球軸承內(nèi)圈外球面的磨削。整個(gè)過(guò)程與數(shù)控車(chē)床進(jìn)行球面車(chē)削類(lèi)似，不同之處在于外圓磨在圓弧段AB插補(bǔ)磨削的過(guò)程中砂輪繞自身軸旋轉(zhuǎn)。在對(duì)圓弧段AB進(jìn)行磨削時(shí)，為了在第二象限磨削時(shí)避開(kāi)工件干擾，砂輪軸需要旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，角度α大小由B點(diǎn)所處的位置通過(guò)相切關(guān)系計(jì)算得出。


通過(guò)以上分析知道，通過(guò)數(shù)控插補(bǔ)即可完成球面的磨削，所以只要磨床傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度高，數(shù)控系統(tǒng)的誤差控制在輪廓允許誤差范圍之內(nèi)，就可以磨削出符合要求的高精密球軸承 [1]。其他的關(guān)鍵問(wèn)題就是球軸承磨削裝夾工裝、磨削過(guò)程中砂輪的損耗補(bǔ)償、數(shù)控程序的編制以及環(huán)境溫度控制等等。

2.1磨削裝夾的確定

考慮到球軸承零件的尺寸要求，該零件的裝夾方式有兩種：預(yù)置工藝夾頭和芯軸裝夾。如圖3所示。這種裝夾方式的大缺點(diǎn)就是在夾持工件時(shí)會(huì)因夾持力產(chǎn)生變形。為了考察夾持力對(duì)工件變形的影響，采用UG自帶的結(jié)構(gòu)有限元模塊對(duì)該球軸承的受力進(jìn)行了分析。首先對(duì)球軸承的毛坯進(jìn)行三維造型，其三維造型如圖4所示。在進(jìn)行分析之前對(duì)工件受力邊界條件以及受力面積進(jìn)行了簡(jiǎn)化。分析后的工件的變形如圖5所示。從圖中可以看出，在正常裝夾力的作用下，工件大處（接觸面）的變形只有7.504X10-5mm，球軸承內(nèi)圈部分基本上沒(méi)有變形。從理論上論證了采用工藝卡頭的可行性。

圖3 球軸承內(nèi)圈磨削工藝夾頭


圖4 帶工藝夾頭球軸承


圖5 工藝夾頭受力分析

由于零件形位公差要求嚴(yán)格，通過(guò)比較兩種裝夾方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用預(yù)置工藝夾頭的方式來(lái)對(duì)零件進(jìn)行裝夾。
2.2砂輪損耗的補(bǔ)償

砂輪損耗以及砂輪損耗的補(bǔ)償也是在磨削中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在磨削的過(guò)程中，砂輪的圓弧段與球軸承接觸，導(dǎo)致砂輪磨損嚴(yán)重磨損，以致球軸承的外形呈橢圓形。要解決這個(gè)問(wèn)題，就要采取措施減少砂輪的磨損，或者在每一次磨削后對(duì)砂輪進(jìn)行修整，保證其外形的一致性。通過(guò)機(jī)床的修整功能來(lái)實(shí)現(xiàn)砂輪的實(shí)時(shí)修整以及損耗補(bǔ)償。通過(guò)編制程序，讓機(jī)床在砂輪每完成一次磨削就對(duì)其進(jìn)行修整，并設(shè)定修整量，記錄并在數(shù)控程序中進(jìn)行補(bǔ)償。

2.3數(shù)控程序的編制

在編制數(shù)控程序之前，要熟悉機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)以及坐標(biāo)系的設(shè)定。該機(jī)床的的坐標(biāo)以及編成方式與采用法拉克數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床一樣，因此在編制程序的時(shí)候，按照法拉克系統(tǒng)的程序格式編制即可。在UG中，利用造好的三維模型，進(jìn)入加工模塊，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，即可生成刀具軌跡文件，然后用法拉克后處理器進(jìn)行后置處理成為法拉克格式的數(shù)控代碼，即可進(jìn)行加工。編程界面如圖6所示。

圖6 UG數(shù)控編程界面

2.4溫度控制

在加工一般尺寸精度的工件時(shí)，溫度的變化給工件帶來(lái)終尺寸的影響很小，因此一般都可以忽略。但是當(dāng)所加工的零件尺寸精度要求很高時(shí)，環(huán)境溫度對(duì)工件尺寸精度的影響就大，因此對(duì)環(huán)境溫度的控制至關(guān)重要。因此，采用UG中的有限元模塊，模擬環(huán)境溫度變化對(duì)球軸承外形的影響。設(shè)定加工環(huán)境溫度20o，所加載的溫度負(fù)荷為1o，觀察溫度變化1o對(duì)工件外形產(chǎn)生的影響。在20 o條件下，溫度變化1o引起的工件大變形位于工藝夾頭上面，為2.502E-4mm，球軸承球體上面變形量在1.6E-4~ 2.0E-4mm之間。在此基礎(chǔ)上，溫度每增加一度，工件變形量也相應(yīng)成倍增長(zhǎng)。因此，為了保證工件的外形尺寸能夠達(dá)到要求，需要對(duì)加工過(guò)程中的環(huán)境溫度進(jìn)行控制。

3. 磨削實(shí)例


（二）出現(xiàn)問(wèn)題：支撐軸承劇烈磨損。工廠試用了很多不同材料如碳、石墨、有填充物的Teflon材料，試圖找到一種合適的來(lái)解決磨損及軸偏離的問(wèn)題，所有材料2到3個(gè)月就報(bào)廢了。其中聚四氟乙烯材質(zhì)的產(chǎn)品因磨損而使得軸磨損，產(chǎn)生極大泄漏，導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

解決方法：用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料代替原來(lái)使用的有填充物的PTFE軸承。

結(jié)果：聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料支撐軸承安裝后，已經(jīng)成功運(yùn)作超過(guò)13個(gè)月，使用后第8個(gè)月時(shí)，攪拌器中心部分被拆下暫時(shí)用到其他設(shè)備，那時(shí)候，工作人員檢測(cè)了攪拌器軸承，發(fā)現(xiàn)每邊每英寸泄漏量小于0.005，此時(shí)平均故障間歇時(shí)間提高了300%到400%。

（三）出現(xiàn)問(wèn)題：此泵是以不銹鋼和帶硬外殼的不銹鋼作口環(huán)和襯套。一般來(lái)講，泵的間隙干轉(zhuǎn)是因?yàn)檫\(yùn)作過(guò)程中吸入量的減少產(chǎn)生，而主要的一些干轉(zhuǎn)情況常會(huì)導(dǎo)致泵過(guò)早的損壞，金屬部件也受到極大損傷。而這些泵的平均故障間隔時(shí)間也只有六個(gè)月之久。

解決方法：用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料代替不銹鋼的葉輪口環(huán)和襯套，運(yùn)作間隙降低大約50%。

結(jié)果：用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料改進(jìn)過(guò)的泵現(xiàn)在已經(jīng)使用了一年多。以前運(yùn)作過(guò)程中一些不良狀況常會(huì)出現(xiàn)，引起間隙性干轉(zhuǎn)，使泵無(wú)法工作，但經(jīng)過(guò)聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料更新已經(jīng)使得這種現(xiàn)象延緩。此外，客戶(hù)也出具報(bào)告：通過(guò)采用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料材質(zhì)對(duì)其改造，縮小了運(yùn)作間隙，泵的輸出流量已增長(zhǎng)了 400gpm，同時(shí)也對(duì)其它兩臺(tái)多級(jí)泵進(jìn)行了更新。

（四）出現(xiàn)問(wèn)題：劇烈振動(dòng)，泵效率低

解決方法：用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料作泵殼口環(huán)及襯套。運(yùn)轉(zhuǎn)間隙由API標(biāo)準(zhǔn)降低到每英寸轉(zhuǎn)動(dòng)直徑0.0015英寸。

結(jié)果：起始振動(dòng)0.600英寸/秒 ，改進(jìn)后振動(dòng)0.094英寸/秒，效率提升5%。

振動(dòng)方面：振動(dòng)減小的原因如下：

1) 再循環(huán)流動(dòng)和它對(duì)轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定影響減小 ；
2) 間隙減小，軸的跑動(dòng)減??；
3) 天然熱塑性材料有易注塑性能，吸收震動(dòng)或沖擊。

效率方面：效率提高是因?yàn)闇p小了泵殼與葉輪環(huán)之間的間隙。在泵的此處間隙反過(guò)來(lái)會(huì)減少內(nèi)部再循環(huán)。

可靠性方面：此泵已經(jīng)連續(xù)工作四年多了，該煉油廠也已經(jīng)將？聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料用在十多

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