噴氣織機(jī)軸承裝配工藝的改進(jìn)

雒小龍

(陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

隨著紡紗、整經(jīng)和漿紗等工藝技術(shù)水平的提高及人工成本的上升，噴氣織機(jī)高速化已經(jīng)成為發(fā)展的趨勢(shì)；筆者公司制造的噴氣織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和產(chǎn)量的提升，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)軸承的裝配精度和裝配效率提出了更高要求。為了提升噴氣織機(jī)軸承裝配技術(shù)水平和效率，提高噴氣織機(jī)運(yùn)動(dòng)副的可靠性，根據(jù)噴氣織機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)大量使用深溝球軸承的現(xiàn)狀及其運(yùn)動(dòng)副失效原因的分析結(jié)果，探討新的軸承裝配工藝技術(shù)迫在眉睫。

1 噴氣織機(jī)深溝球軸承失效原因分析

圖1為噴氣織機(jī)使用的6311型曲軸軸承[1]損傷放大圖。根據(jù)軸承滾道損傷情況，可做如下判斷。

a) 內(nèi)圈內(nèi)表面 b) 軸承內(nèi)圈 c) 內(nèi)圈外滾道面圖1 6311型曲軸軸承滾道損傷示意

1.1根據(jù)軸承內(nèi)圈裝配摩擦狀況，發(fā)現(xiàn)在裝配軸承過(guò)程中，軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸徑的過(guò)盈配合量過(guò)大，軸承內(nèi)圈擴(kuò)張導(dǎo)致軸承滾珠與滾道之間游隙消失，使軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)油膜潤(rùn)滑，在干摩擦狀態(tài)下運(yùn)行，致使軸承早期疲勞、整周滾道均發(fā)生剝落。

1.2根據(jù)滾道軸向剝落對(duì)稱(chēng)的現(xiàn)象判斷，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到較大局部軸向載荷，導(dǎo)致滾道部分側(cè)面嚴(yán)重?fù)p傷；因?yàn)榍S為偏心機(jī)件，當(dāng)油壓機(jī)壓入兩端軸承時(shí)易使曲軸軸承定位軸線(xiàn)彎曲變形，從而致導(dǎo)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾珠局部軸向力增大，加速了滾道磨損，致使軸承早期失效。

1.3曲軸兩端軸承由油壓機(jī)分別壓入，當(dāng)壓入了一端軸承、再壓入另一端軸承時(shí)，須由先裝入的軸承定位；但由于平臺(tái)和操作不當(dāng)?shù)木壒?，易使先裝入的軸承滾道和滾珠產(chǎn)生軸向擠壓，使?jié)L道受損。

2 傳統(tǒng)軸承裝配

2.1 步驟

2.1.1 清洗

安裝軸承前必須將其清洗干凈，除去軸承上的防銹劑，清除固體污染物。

2.1.2 裝配

軸承的裝配須根據(jù)其使用環(huán)境、軸承結(jié)構(gòu)和安裝空間采用不同的裝配工藝，可采用熱套、冷壓、手錘或冷凍等4種安裝工藝進(jìn)行裝配。

2.1.2.1熱套裝配主要有烘箱加熱和油槽加熱，即將軸承放入烘箱或油槽中進(jìn)行加熱，加熱到一定溫度并保溫一定時(shí)間后再進(jìn)行裝配。但是，熱套裝配的準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、加熱效率不高。

2.1.2.2冷壓裝配是利用油壓機(jī)和套筒的配合將軸承內(nèi)圈壓入軸頸，限于結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、過(guò)盈配合量為中等的情況，對(duì)于復(fù)雜軸類(lèi)零件操作過(guò)程有一定技術(shù)難度。

2.1.2.3手錘裝配是采用榔頭和套筒等簡(jiǎn)單工具，對(duì)尺寸小、裝配精度要求一般、過(guò)盈量較小的軸承進(jìn)行裝配。此方法對(duì)工人技術(shù)水平要求高。

2.1.2.4冷凍裝配用于對(duì)裝配條件要求苛刻、使用較少、裝配尺寸過(guò)盈量較大、裝配精度較高的軸承。

2.1.3 潤(rùn)滑

軸承安裝完成后需涂抹適量潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，并確保油脂進(jìn)入溝道內(nèi)、均勻粘附在滾動(dòng)體表面；同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承以檢查軸承是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、有無(wú)異響。

2.2 曲軸軸承傳統(tǒng)裝配

曲軸軸承傳統(tǒng)裝配示意如圖2所示。該方法采用油壓機(jī)和套筒冷壓軸承內(nèi)圈進(jìn)行裝配,易造成曲軸彎曲變形，以及另一端軸承滾道和滾珠發(fā)生軸向擠壓變形和損傷。因此，對(duì)裝配的力度和速度都有精確的要求,對(duì)裝配工要求較高。

圖2 曲軸軸承裝配示意

3 電磁感應(yīng)加熱裝配曲軸軸承

采用電磁感應(yīng)加熱裝配曲軸軸承的裝配工藝，與傳統(tǒng)軸承的主要區(qū)別僅在于軸承的裝配環(huán)節(jié)，其余準(zhǔn)備過(guò)程相同。電磁感應(yīng)加熱裝配前須選取合適的軛鐵用于支撐軸承，通過(guò)設(shè)定合適的加熱時(shí)間及溫度對(duì)軸承進(jìn)行加熱，然后手持軸承套入軸徑(如圖3所示)，并用木槌套筒輕敲到位，避免發(fā)生冷壓裝配中曲軸軸承定位軸線(xiàn)彎曲變形問(wèn)題，以及下端軸承滾道受損的風(fēng)險(xiǎn)，也避免了發(fā)生尺寸超差被誤壓入的問(wèn)題，有效保護(hù)了曲軸精度。

圖3 電磁感應(yīng)加熱軸承手工裝配

通過(guò)將冷壓裝配改為電磁感應(yīng)加熱裝配，降低了因裝配不當(dāng)導(dǎo)致6311型軸承損壞率高的問(wèn)題，有效提高了曲軸軸承的裝配精度和質(zhì)量。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)施和售后調(diào)研表明，采用該裝配工藝能有效降低噴氣織機(jī)曲軸部位軸承故障率。與其他熱裝工藝相比，電磁感應(yīng)加熱裝配工藝避免了加熱時(shí)間長(zhǎng)、熱效率低、單位耗能量大、勞動(dòng)條件差和對(duì)裝配工人技術(shù)水平要求高等問(wèn)題，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，并且避免了油浴加熱失火的危險(xiǎn)和產(chǎn)生廢油污染物的問(wèn)題。

4 新裝配工藝的應(yīng)用

為了提高噴氣織機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)整體裝配精度和質(zhì)量，提高軸承裝配效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，將噴氣織機(jī)上油浴潤(rùn)滑條件下的軸承統(tǒng)一采用電磁感應(yīng)加熱工藝裝配。噴氣織機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)軸承規(guī)格見(jiàn)表1,軸承等級(jí)均為0級(jí)，軸承內(nèi)圈與軸采用K6和M6級(jí)配合公差，軸承外圈與孔采用H7級(jí)配合公差[3]。

表1 噴氣織機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)用軸承

從軸承配合公差及尺寸、織機(jī)產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮，選取GJ30H-1A型軸承加熱器，其為雙工位定時(shí)加熱，并采用手持熱偶測(cè)溫儀校核溫度。

軸承加熱器使用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)軸承尺寸選取相應(yīng)的軛鐵，設(shè)定加熱器加熱時(shí)間。熱裝軸承所需軛鐵規(guī)格和加熱時(shí)間見(jiàn)表2。每次開(kāi)機(jī)后首次加熱軸承時(shí)，必須用手持式熱偶測(cè)溫儀校核溫度，避免因環(huán)境溫度影響和設(shè)備異常發(fā)生軸承過(guò)燒或裝配故障。

表2 熱裝軸承所需軛鐵尺寸規(guī)格和加熱時(shí)間

采用電磁感應(yīng)加熱軸承新裝配工藝后，避免了壓力機(jī)壓力不便于控制、軸徑尺寸超差時(shí)出現(xiàn)軸承被強(qiáng)力壓入等事故，大幅減少了零件搬運(yùn)次數(shù)，避免零件磕碰，從而減輕了工作量。

5 結(jié)語(yǔ)

噴氣織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和產(chǎn)量的提升，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)軸承的裝配精度和裝配效率提出了更高要求。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)副故障原因的分析，探討應(yīng)用電磁感應(yīng)加熱裝配軸承新工藝，顯著提高了深溝球軸承的裝配精度和裝配效率，大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了噴氣織機(jī)的可靠性。