交叉滾子軸承的返修

交叉滾子軸承被廣泛地使用于起重工程機械和軍工產品上。交叉滾子軸承結構尺寸大, 成本高, 購買一個交叉滾子軸承需人民幣約二十萬元, 返修成本只有四萬多元, 且返修后的軸承一樣的能滿足機械的使用性能, 這樣大大節約了成本, 提高了經濟效益。

單排交叉滾子軸承由外齒圈、滾子、上內圈、下內圈等組成, 滾子為圓柱型, 平行交叉排列在外齒圈、上內圈和下內圈的滾道面所形成的通過直徑的截面為正方形, 對角線垂直于地面的圓形空間內結構緊湊, 重量輕, 裝配間隙小, 制造精度和安裝精度要求高, 單排交叉滾子軸承是一種可以同時承受軸向力、徑向力、傾翻力矩的大型軸承, 通常帶有安裝孔, 潤滑孔和密封裝置。單排交叉滾子軸承外形尺寸大, 更換困難, 價格昂貴, 在使用過程中, 要求用戶維護保養及時, 讓其具有良好的潤滑, 并調整好其與傳動件的嚙合間隙等, 以延長它的使用壽命, 保證正常生產。某焦化廠的2#斗輪堆取料機的回轉機構上使用了單排交叉滾子軸承, 用了四年后進行了大修更換, 拆卸后, 對其進行仔細的觀測, 發現它根本沒有潤滑的環境, 安裝前其內腔充滿了黃油, 而設備本身給予的是稀油潤滑環境, 由于干油堵塞所有潤滑孔, 稀油無法進入內腔, 造成長期干磨, 而且整機平衡性能不好, 頭部接地壓力達6噸, 使交叉滾子軸承受力不均勻, 滾子和滾道已磨損和銹蝕, 受力大的一邊更為嚴重, 另外外圈與回轉驅動的小齒輪間隙上小下大, 回轉驅動的小齒輪定位不牢,有跳動, 齒輪嚙合間隙時大時小, 造成打齒、憋死和回轉角度達不到設計要求的現象。所以, 更換交叉滾子軸承時, 有必要把新交叉滾子軸承的稀油潤滑改為干潤滑, 重新調整整機平衡, 保證齒輪的正常嚙合。

從節約生產成本的原則出發, 先把舊的交叉滾子軸承拆開,經過認真仔細的檢查和測量, 發現經過返修后其可再次使用。首先, 在斗輪機這種特定的設備上使用, 外齒圈的工作角度一般在180°左右, 也就是說整圈外齒有一半未使用, 再次使用時, 用另一半齒, 即使整圈外齒都已使用, 還可以作齒面修復。其次, 四個滾道面雖已損壞, 而且面積大, 但只是表面層, 不深, 有加工余量, 可以返修, 根據返修后的四個滾道面所形成的凈空間尺寸最后確定滾子的大小。再者, 整個交叉滾子軸承返修的成本只有原成本的1/3左右, 可節約不少資金, 有返修的必要。

修復齒輪前先化驗上下內圈及外齒圈的材質, 檢驗報告表明:其均為40Cr, 采用J606焊條堆焊, 經熱處理調質后其硬度值為HB=240～270。上內圈上8-M24絲孔大部分已損壞, 重新攻絲成8-M27的絲孔, 同樣, 下內圈上的8-φ25孔改鉆成8-φ28的孔, 更換連接用螺栓等。

由于交叉滾子軸承長時間使用后, 止口、防塵迷宮等變形嚴重, 先找正后分別少量加工, 車起即可, 加工前外圈先加工齒輪齒頂圓, 以此作為基準加工其它面, 而上下內圈以原止口為基準加工其它面(滾道除外)。

最佳的辦法是測量出外齒圈上損壞磨損最嚴重的齒, 在保證齒輪模數不變的情況下, 通過計算, 重新滾齒, 使齒輪負變位, 同樣, 與之相配合的減速機上的輸出小齒輪正變位, 為了保證兩齒輪嚙合時中心距不變, 成對的齒輪為高變位。其次是把已損壞磨損的齒先用修復液整形或堆焊并留加工余量, 然后滾齒加工至原尺寸。為保證原傳動部位的零部件及備件( 如輸出小齒輪等) 能再次使用, 需要保證齒輪嚙合的中心距不變, 對齒形的修復, 采用堆焊再加工的方法。

四個滾道面所形成的通過直徑的截面為正方形, 對角線垂直于地面, 即每個滾道面通過直徑的截面均與整體中心線成45°角, 由于滾道表面損壞較嚴重, 呈橢圓狀, 表面有凸緣環和環狀凹痕, 以前面指明的基準磨削加工滾道表面( 因表面硬度高), 經測量橢圓度偏差為3mm, 磨削加工完后, 測硬度, 均在HRC30～40, 為保證45°角, 特制作樣板用于測量角度。

認真清洗, 滾子嚴格交叉相隔擺放, 按圖紙要求, 正確地定位三主體件的回火帶的相對位置, 擰緊緊固件, 試運行, 在無任何故障的情況下, 在內腔的裝滾子部位塞滿黃油, 完全組裝成一體, 在主體外表面涂上機油并包扎。

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