淺論汽車涂裝線烘干爐反向輸送鏈用滾輪軸承

張德義

【摘 要】近些年，我國汽車生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，極大的促進(jìn)了汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是涂裝生產(chǎn)線以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，更是提高了當(dāng)前汽車涂裝質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。機(jī)械化系統(tǒng)作為涂裝車間的大動(dòng)脈，其故障率對車間生產(chǎn)的重要性不言而喻，尤其是烘干爐內(nèi)輸送設(shè)備，出現(xiàn)問題首先就需要至少3個(gè)小時(shí)進(jìn)行降溫，處理完畢后還需要1個(gè)小時(shí)進(jìn)行升溫。所以烘干爐內(nèi)輸送設(shè)備的各個(gè)零件的選擇都需要進(jìn)行嚴(yán)肅謹(jǐn)慎的選擇。本文就結(jié)合汽車涂裝線生產(chǎn)使用過程中存在的問題，對烘干爐反向輸送鏈用滾輪軸承進(jìn)行詳細(xì)的探究與討論。

【關(guān)鍵詞】汽車行業(yè)；涂裝生產(chǎn)線；烘干爐；反向輸送鏈；滾輪軸承

隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，汽車生產(chǎn)車間對停線率的要求越來越高，作為涂裝生產(chǎn)車間大動(dòng)脈的機(jī)械化輸送系統(tǒng)的故障率更是對車間生產(chǎn)起到關(guān)鍵性的作用。本文基于當(dāng)前使用的涂裝生產(chǎn)線，對烘干爐反向輸送鏈中所使用到的雙列滿裝型的接觸球滾輪軸承進(jìn)行簡單的介紹與討論。

1.技術(shù)要求

現(xiàn)階段汽車涂裝生產(chǎn)線對于所使用的滾輪軸承要求很高，不僅擁有足夠快的轉(zhuǎn)速，同時(shí)還能耐得住高溫，并在使用過程中能夠承受外界較大的雙向軸向荷載以及徑向荷載，同時(shí)安裝以及拆卸起來較為方便。但需要注意的是，由于該軸承其外圈外表面大都呈球形弧狀，所以對硬度的要求不能太高，盡量控制在25HRC之下即可。而其外圈以及內(nèi)圈溝道對硬度要求過高，因此應(yīng)將其硬度控制在59—64HRC內(nèi)。

一般情況下，所使用到的雙列角接觸球軸承，其內(nèi)部是由雙溝道外圈以及兩個(gè)相應(yīng)的單溝道內(nèi)圈還有兩列鋼球與保持架共同組成的。在使用過程中，因其軸承所承載的符合容量相對較小，所以其自身承載能力相對較差，很容易就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)早期疲勞而失效，因而需要經(jīng)常更換。此外同軸承外表面產(chǎn)生直接性接觸的軌道面所使用的材料大都是不銹鋼材料，因此其硬度較低，但在運(yùn)行時(shí)軸承所需要的硬度要高于60HRC，所以會(huì)對軌道造成一定破壞。因此需要我們在對軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)對冷熱加工技術(shù)以及工業(yè)等方面進(jìn)行不斷的改良和完善。

2.設(shè)計(jì)方案

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

使用特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及技術(shù)的接觸球滾輪軸承，就同圖中所描述的一樣。此軸承是由兩個(gè)相應(yīng)的單溝道內(nèi)圈以及鎖緊圈還有兩列鋼球、雙溝道外圈所共同組成的。假設(shè)其解決角為ɑ，而且能夠在運(yùn)行中承受住來自徑向荷載以及雙向軸向荷載；此外滾動(dòng)體是滿裝的兩列鋼球，沒有保持架，這樣可以使得軸承自身的承載能力得到大大提高；另外為了能夠確保軸承不會(huì)出現(xiàn)相分離的情況，應(yīng)使用一些單邊帶有相應(yīng)固定擋邊的專用圓柱形的鎖緊圈，然后將兩個(gè)內(nèi)圈以滾壓的方法綁定在一起，同時(shí)確保內(nèi)圈以及相應(yīng)的鎖緊圈之間不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)，以利于日后軸承拆卸以及整體安裝作業(yè)。軸承運(yùn)行中，當(dāng)使用的兩個(gè)內(nèi)圈各自攜帶一段溝槽時(shí)，應(yīng)先將鎖緊圈緊緊的固定住，再將其逐漸的滾壓到指定溝槽內(nèi)。軸承其外表面是一個(gè)類似球形圓的弧面，假設(shè)其弧面半徑為R。那么為了日后的潤滑作業(yè)，可以將軸承設(shè)計(jì)成為開放式結(jié)構(gòu)，也就是我們常說的不使用密封圈。這樣就可以不定時(shí)的涂抹專業(yè)的耐溫潤滑脂來對其進(jìn)行維護(hù)。

1.外圈 2.內(nèi)圈 3.鎖緊圈 4.鋼球

圖1雙列滿裝角接觸球滾輪軸承結(jié)構(gòu)

2.2對于所使用的材料和熱處理

當(dāng)前軸承其內(nèi)圈以及外圈所使用的材料仍然以GCr15型號(hào)的軸承鋼為主。此外對于內(nèi)圈所使用的材料，經(jīng)過相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，應(yīng)事先對其進(jìn)行相應(yīng)的馬氏體卒火，然后再在300°C的高溫之下實(shí)施回火操作，以增強(qiáng)器耐高溫性能，并確保其硬度整體性能夠高于59HRC。

此外，對于外圈球形弧面的相應(yīng)硬度要求不應(yīng)太高，最好控制在21—25HRC內(nèi)。但溝道其相應(yīng)的表面硬度應(yīng)不能低于59HRC，以保證整個(gè)軸承的使用壽命。另外，在設(shè)備運(yùn)行過程中，對于軸承不同位置處的硬度要求，只能通過相應(yīng)的熱處理工藝來進(jìn)行有效解決。還有應(yīng)對軸承外圈進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)質(zhì)處理，以將其基體硬度整體性的調(diào)質(zhì)到24HRC左右，然后再使用頻感應(yīng)卒火等方法，來讓整個(gè)外圈溝道表面其相應(yīng)的硬度可以達(dá)到規(guī)定的59HRC，最后再在300°c高溫之下，開展回火處理，增強(qiáng)器相應(yīng)的耐高溫性能。

2.3溝心距以及對軸向游隙的有效控制

如圖所示，設(shè)定Re為外圈溝道半徑；Ri是內(nèi)圈溝道半徑；ae為外圈兩溝道之間的中心距離；ai設(shè)定為內(nèi)圈兩溝道之間的中心距離；L則為兩列鋼球之間的實(shí)際距離；ua為實(shí)際軸向游隙。

設(shè)定Re=0.525D， Ri=0.515Dw

那么依據(jù)圖中所顯示的可以推算出：

L=ai+2（Ri-0.5Dw）sina

先設(shè)定ai，那么依次所得：

ae=2（Ri-0.5Dw）sina+2（Re-0.5Dw）sina+ai=0.08QWsina+ai

然后依據(jù)軸向游隙的實(shí)際要求，求得ae=0.08Dwsina+ai+ua。

2.4內(nèi)圈鎖緊模具

現(xiàn)階段涂裝生產(chǎn)作業(yè)過程中，為了能夠有效的防止和避免軸承散套以及方便軸承的實(shí)際拆卸和安裝，需要我們將軸承中兩個(gè)相互分離的內(nèi)圈用專用的鎖緊圈緊緊的鎖住。然后在一端使用一個(gè)帶有相應(yīng)臺(tái)階，且形狀呈薄壁圓形的鎖緊圈依次穿過圈內(nèi)孔。接著再按照圖中所示的特定壓樁模具，按照相關(guān)要求滾壓到另一個(gè)端面，與此同時(shí)進(jìn)行翻邊和緊縮，以確保其符合相關(guān)要求。

3.結(jié)論

文中所講述的軸承在其相應(yīng)的研究與開發(fā)過程中進(jìn)行了大膽創(chuàng)新，然后選擇使用了不同于一般的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的冷熱加工技術(shù)還有工藝進(jìn)行探究與討論。并在滿足現(xiàn)階段汽車生產(chǎn)線等諸多要求的基礎(chǔ)之上，提高了汽車的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。因此這文章中所闡述的研究與作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以很好的應(yīng)用到涂裝線烘干爐反方向的滾輪軸承生產(chǎn)制作過程中。

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