特大型轉(zhuǎn)盤軸承實(shí)體保持架的改進(jìn)措施

目前，國內(nèi)多次出現(xiàn)因特大型轉(zhuǎn)盤軸承在使用過程中被損壞，從而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生重大故障的質(zhì)量事故。通過分析發(fā)現(xiàn)造成故障的主要原因是實(shí)體保持架的斷裂破壞，改變了滾動(dòng)體的運(yùn)行軌跡，從而涉及到軸承套圈，使?jié)L道摩擦發(fā)熱，磨損嚴(yán)重，影響了軸承旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承卡死失效。

轉(zhuǎn)盤三排圓柱滾子組合軸承大多采用的是兩排軸向帶保持架的滾子組件和徑向滿裝滾子的結(jié)構(gòu)型式，其實(shí)體保持架結(jié)構(gòu)為壓鑄鋁合金保持架和分段兜孔尼龍保持架型式。由于壓鑄鋁合金結(jié)構(gòu)保持架本身存在一定的質(zhì)量問題，難以達(dá)到轉(zhuǎn)盤軸承的使用工況要求。

鋁合金保持架均采用壓力鑄造成型的方法制造。通過對(duì)其壓鑄成型的過程、模具結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，這樣加工出的產(chǎn)品金屬晶粒粗大，內(nèi)部疏松、氣孔、砂眼較多。成型時(shí)，壓鑄機(jī)的注射柱塞將金屬熔料快速壓入到密閉的模具型腔，被高速注入的熔料會(huì)在型腔內(nèi)形成多個(gè)環(huán)流的匯合。型腔內(nèi)聚集在匯合區(qū)的空氣有一部份從合模間隙中排出，無法排出的部份就被包裹在產(chǎn)品中形成氣孔、砂眼等缺陷。保持架的這種結(jié)構(gòu)和加工工藝決定了它無法避免這種鑄造缺陷的產(chǎn)生，給保持架的斷裂留下了隱患。

轉(zhuǎn)盤軸承保持架常用材料為ZAL102，性能特點(diǎn)是強(qiáng)度低、脆性大（抗拉強(qiáng)度бb≤15、延伸率δ≤4）。轉(zhuǎn)盤軸承大多使用在港口碼頭、轉(zhuǎn)爐、礦山等大型機(jī)械設(shè)備中，工作環(huán)境較為惡劣。酸霧、沙塵、鐵粉、氧化皮等異物可進(jìn)入保持架內(nèi)并粘附在潤滑脂上，通過軸承運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸積累在保持架與滾動(dòng)體之間，這些異物積滿滾動(dòng)體與兜孔之間的間隙后，保持架與滾子就會(huì)卡死。雖然軸承回轉(zhuǎn)時(shí)保持架本身不傳遞負(fù)荷，但設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)大動(dòng)力使軸承無法停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)首當(dāng)其沖被破壞的就是強(qiáng)度最薄弱的鋁制保持架。從滾子在滾道中的運(yùn)動(dòng)軌跡上講，由于受到上、下滾道旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)，滾子沿著滾道切線方向作直線運(yùn)動(dòng)。受到保持架的制約后，滾子才會(huì)順著滾道作圓周運(yùn)動(dòng)。保持架斷裂后，滾子將不再順著滾道作圓周運(yùn)動(dòng)，而是沿著滾道切線方向作直線運(yùn)動(dòng)，其會(huì)在軸承滾道內(nèi)“打橫”，滾子與滾道之間由滾動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為滑動(dòng)摩擦，阻力增大，溫度升高，進(jìn)一步造成對(duì)整個(gè)軸承的破壞。

針對(duì)傳統(tǒng)保持架材料、結(jié)構(gòu)方面的不足，若要提高軸承的安全可靠性和使用壽命，我們必須對(duì)保持架的材料、加工工藝方案及其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

改進(jìn)后可采用以下技術(shù)方案：其斷面結(jié)構(gòu)為“工”字型的斷面形狀，“DW”為滾子直徑，H=DW-0.6～2.0，“H”高度在軸承軸心線為水平時(shí)選小值，一般在0.6～2.0之間，以防止保持架在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生過大的軸向竄動(dòng)。當(dāng)軸承軸心線為垂直時(shí)，由于重力作用，重量始終落在滾道上，不會(huì)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，所以可選大值，一般在1～2之間。滾子的高度與保持架孔間隙為0.5～0.8之間。在轉(zhuǎn)盤軸承水平放置使用時(shí)，“H”型截面的上、下兩端面可以不分反正在滾道上作為引導(dǎo)面，從而保證保持架的旋轉(zhuǎn)靈活性和穩(wěn)定性。該型保持架窗孔沒有圓弧，避免了因滾子卡死保持架而造成對(duì)軸承的破壞，使重型轉(zhuǎn)盤軸承的安全性得以提高。
對(duì)于工作基面確定的重型轉(zhuǎn)盤軸承，不需要保持架做雙面引導(dǎo)，只要基面引導(dǎo)就能保證軸承的旋轉(zhuǎn)技術(shù)要求。此類保持架可以設(shè)計(jì)為“п型”，工作原理同“工”型結(jié)構(gòu)，另一方面，保持架材料我們選用H62銅或20號(hào)鋼代替原來的鑄鋁（ZL102），使保持架的機(jī)械性能有了很大提高。