摘要：針對調心滾子軸承裝配時掉滾子現象，根據軸承內元件各零件加工中存在的問題，對掉滾子產生的原因進行了分析和總結，並提出了相應的改進方案，同時為加工工藝的改進、有關引數的優化等方面提供了參考。
關鍵詞：調心滾子軸承；缺口；滾子
1 概述
調心滾子軸承常見的三種結構，其中有兩種結構如下圖所示，內圈02均帶小擋邊，分布於兩端面，並且各有一裝滾子缺口，間隔180度，缺口的作用是便於裝入合適的滾子04。此類結構的保持架46或66一般採用黃銅材料。完成裝配成品後需檢查軸承迴轉靈活性，但轉動外圈01後發現有滾子從保持架中脫落，或在缺口處手稍加用力呼出，滾子沿缺口就脫離軸承。
圖1 調心滾子軸承結構
2 原因分析
調心滾子軸承裝配大致過程：將保持架46或66套在內圈02的外徑上，從內圈小擋邊的裝滾子缺口裝入合適滾子04，形成內圈元件，但每列對稱留一或兩個保持架兜孔空位，先不裝滾子。將內元件放入外圈01中，從缺口處在保持架兜孔空位再補裝同組滾子。
而在檢查迴轉靈活時，有部分滾子從保持架中脫落，或在缺口處用手稍加用力，滾子就從缺口脫出，為此需要從軸承相關零件逐一進行分析，其分析歸納如下：
2.1軸承套圈加工的影響
2.1.1軸承內圈小擋邊車加工的影響
軸承內圈車加工小擋邊外徑按照產品圖紙要求為「-」公差，通常為-0.35～-0.15mm,而設計的缺口的深度尺寸一般只有基本尺寸,無公差。
實際加工根據目前的工具機精度公差控制在±0.2mm範圍之內，而缺口深口尺寸測量是以小擋邊的外徑基準測量的（如下圖2）。油溝的深度尺寸公差根據目前加工行業標準按±0.
15mm控制，這樣對於深度（小擋邊外徑至油溝中心的距離）淺的小擋邊，通常深度尺寸不超過3mm，實際加工中有可能產生公差累積疊加效應（擋邊外徑、缺口深度尺寸為最小尺寸，油溝深度為最大尺寸），最終造成滾子端麵與擋邊接觸面積最小，有時接觸部位甚至接近油溝處。因此，在缺口處稍加用力將滾子沿缺口呼出。而對於較深擋邊，由於其本身與擋邊接觸面積較大，相對來說公差影響小，有時甚至可以忽略。
圖2 缺口深度測量方法
2.1.2軸承內圈小擋邊磨加工的影響
軸承內圈磨加工小擋邊採用定程法磨削，有時發現有個別小擋邊磨後有黑皮。由於車加工的原因造成小擋邊磨加工餘量偏小或磨平面工序的非等量磨削，從而造成磨加工後仍有黑皮。通常將黑皮磨掉可正常下移，這樣造成小擋邊厚度偏小。
而對於深度較淺的小擋邊，本身滾子端麵與其接觸面積小，小擋邊過磨後滾子沿內圈軸向的距離增大，從而使滾子沿缺口較易脫出，如下圖3所示。
圖3小擋過邊過磨
2.1.3軸承套圈滾道磨加工的影響
軸承外圈磨加工滾道磨削，有時發現有個別磨後仍有黑皮。由於車加工和熱處理的原因造成磨加工餘量偏小或外滾道變形，從而造成磨加工後仍有黑皮。通常將外滾道過磨，黑皮磨掉可正常下移，這樣需要對內滾道欠磨以實現裝配工序的正常合套。
這樣造成滾子組中心徑整體偏外，使滾子與擋邊的接觸部位偏外，在缺口處偏外後實際接觸面積偏小，從而使滾子沿缺口較易脫出。
2.2保持架加工的影響
保持架加工通常在鑽床上鑽孔，通過等分模具的定位進行鑽孔加工。由於模具本身製造沒有專用的工具機加工，製造精度較低，另外由於有時平端麵工序加工保持架基面平面度超差，造成兜孔加工深度尺寸不統一，一般通過調整工具機重新定位鑽孔，結果造成兜孔較深、兜孔直徑較大，從而裝入滾子後，滾子與保持架間隙大，而且沿保持架軸向竄動量大，最終在裝滿滾子後，滾子與保持架的整體間隙較大。在測試軸承迴轉很容易滾子從保持架脫落出來。
另外測量保持架中心徑，通過測測量柱的距離控制，卡尺用力大小不一樣，支柱的歪斜程度也不一樣（支柱在兜孔所處的位置），因此最終測量尺寸只能作為參考，不能有效地反映中心徑的真實測量值。對於中大型軸承而言，因其擋邊一般較深，此種測量方法影響較小。而對於小型軸承，因其擋邊較淺，影響較大，有時實際中心徑偏大，而測量時卻合格，這樣的情況經常出現。
中心徑偏大後，滾子組整體中心偏外，導致滾子與小擋邊接觸部位偏外，在缺口處偏外後實際接觸面積偏小，最終造成滾子從缺口脫出。
3 改進方案
根據上述綜合分析之後，並結合現場實際裝配後發現滾子脫落，對各個零件的測量，造成滾子脫落的原因往往不是單一的乙個因素造成的，而是兩個或多個因素共同產生的結果。要從根本上解決問題，需多方面入手有針對性地解決。有針對性地提出了改進方案,其具體方案如下：
（1）軸承內圈小擋邊車加工
對於深度淺的小擋邊內圈， 車加工工藝根據目前的車床加工精度，進行適當的壓縮小擋邊外徑，公差調整在-0.2～-0.1mm範圍內。
缺口深度尺寸應增加適當的公差，應為「-」公差，可以調整在-0.2～-0.1mm m範圍內。
而對於深度較深的小擋邊內圈，只需要將缺口公差控制在±0.2mm之內。這樣在加工中減小了小擋邊外徑、深度公差對滾子與擋邊接觸面積的影響量。
（2）軸承內圈小擋邊磨加工
嚴格控制小擋邊磨加工餘量，同時內圈磨平面工序在雙端麵磨床加工，以保證兩端面等量磨削。另外小擋邊磨削後仍有黑皮，對於深度淺的小擋邊內圈允許過磨最大量控制量0.1mm,否則報廢；而對於深度較深的小擋邊內圈勿須考慮。
（3）保持架加工
嚴格控制保持架底面的平面度以保證鑽孔工序一次完成，同時測量保持架中心孔的測量方法進行改進。。對於中大型軸承而言，仍採用測量樣柱測量。而對於小型軸承保持架中心徑，其測量方法需要對其改進，改進方法如下圖4所示。
將兩個與保持兜孔直徑大小相同的鋼球dw 放入兩對應兜孔中，h、h可以用卡尺直接測量，兜孔傾角α用標準滾子及卡規測量，用卡尺測量兩球外徑d，以保證中心徑dcp，可使測量誤差減小，而且兜孔的深度、直徑對測量誤差影響較小。由圖4可推出如下公式：
兜孔數目為偶數：
中心徑dcp=d-dw-2（dw/2+h-h）×tgα；
兜孔數目為奇數：
中心徑dcp=（d-dw）/cos(90/n)-2（dw/2+h-h）×tgα。
圖4保持架中心徑測量示意圖
4結束語
通過對調心滾子軸承掉滾子產生的原因分析並結合實際，結果表明造成滾子脫落的原因並不是單一的乙個因素造成的，而是兩個或多個因素產生的結果。同時為加工工藝中的改進、有關引數的優化等方面提供了參考。
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