交叉滚子轴承的返修

交叉滚子轴承被广泛地使用于起重工程机械和军工产品上。交叉滚子轴承结构尺寸大, 成本高, 购买一个交叉滚子轴承需人民币约二十万元, 返修成本只有四万多元, 且返修后的轴承一样的能满足机械的使用性能, 这样大大节约了成本, 提高了经济效益。

单排交叉滚子轴承由外齿圈、滚子、上内圈、下内圈等组成, 滚子为圆柱型, 平行交叉排列在外齿圈、上内圈和下内圈的滚道面所形成的通过直径的截面为正方形, 对角线垂直于地面的圆形空间内结构紧凑, 重量轻, 装配间隙小, 制造精度和安装精度要求高, 单排交叉滚子轴承是一种可以同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的大型轴承, 通常带有安装孔, 润滑孔和密封装置。单排交叉滚子轴承外形尺寸大, 更换困难, 价格昂贵, 在使用过程中, 要求用户维护保养及时, 让其具有良好的润滑, 并调整好其与传动件的啮合间隙等, 以延长它的使用寿命, 保证正常生产。某焦化厂的2#斗轮堆取料机的回转机构上使用了单排交叉滚子轴承, 用了四年后进行了大修更换, 拆卸后, 对其进行仔细的观测, 发现它根本没有润滑的环境, 安装前其内腔充满了黄油, 而设备本身给予的是稀油润滑环境, 由于干油堵塞所有润滑孔, 稀油无法进入内腔, 造成长期干磨, 而且整机平衡性能不好, 头部接地压力达6吨, 使交叉滚子轴承受力不均匀, 滚子和滚道已磨损和锈蚀, 受力大的一边更为严重, 另外外圈与回转驱动的小齿轮间隙上小下大, 回转驱动的小齿轮定位不牢,有跳动, 齿轮啮合间隙时大时小, 造成打齿、憋死和回转角度达不到设计要求的现象。所以, 更换交叉滚子轴承时, 有必要把新交叉滚子轴承的稀油润滑改为干润滑, 重新调整整机平衡, 保证齿轮的正常啮合。

从节约生产成本的原则出发, 先把旧的交叉滚子轴承拆开,经过认真仔细的检查和测量, 发现经过返修后其可再次使用。首先, 在斗轮机这种特定的设备上使用, 外齿圈的工作角度一般在180°左右, 也就是说整圈外齿有一半未使用, 再次使用时, 用另一半齿, 即使整圈外齿都已使用, 还可以作齿面修复。其次, 四个滚道面虽已损坏, 而且面积大, 但只是表面层, 不深, 有加工余量, 可以返修, 根据返修后的四个滚道面所形成的净空间尺寸最后确定滚子的大小。再者, 整个交叉滚子轴承返修的成本只有原成本的1/3左右, 可节约不少资金, 有返修的必要。

修复齿轮前先化验上下内圈及外齿圈的材质, 检验报告表明:其均为40Cr, 采用J606焊条堆焊, 经热处理调质后其硬度值为HB=240～270。上内圈上8-M24丝孔大部分已损坏, 重新攻丝成8-M27的丝孔, 同样, 下内圈上的8-φ25孔改钻成8-φ28的孔, 更换连接用螺栓等。

由于交叉滚子轴承长时间使用后, 止口、防尘迷宫等变形严重, 先找正后分别少量加工, 车起即可, 加工前外圈先加工齿轮齿顶圆, 以此作为基准加工其它面, 而上下内圈以原止口为基准加工其它面(滚道除外)。

最佳的办法是测量出外齿圈上损坏磨损最严重的齿, 在保证齿轮模数不变的情况下, 通过计算, 重新滚齿, 使齿轮负变位, 同样, 与之相配合的减速机上的输出小齿轮正变位, 为了保证两齿轮啮合时中心距不变, 成对的齿轮为高变位。其次是把已损坏磨损的齿先用修复液整形或堆焊并留加工余量, 然后滚齿加工至原尺寸。为保证原传动部位的零部件及备件( 如输出小齿轮等) 能再次使用, 需要保证齿轮啮合的中心距不变, 对齿形的修复, 采用堆焊再加工的方法。

四个滚道面所形成的通过直径的截面为正方形, 对角线垂直于地面, 即每个滚道面通过直径的截面均与整体中心线成45°角, 由于滚道表面损坏较严重, 呈椭圆状, 表面有凸缘环和环状凹痕, 以前面指明的基准磨削加工滚道表面( 因表面硬度高), 经测量椭圆度偏差为3mm, 磨削加工完后, 测硬度, 均在HRC30～40, 为保证45°角, 特制作样板用于测量角度。

认真清洗, 滚子严格交叉相隔摆放, 按图纸要求, 正确地定位三主体件的回火带的相对位置, 拧紧紧固件, 试运行, 在无任何故障的情况下, 在内腔的装滚子部位塞满黄油, 完全组装成一体, 在主体外表面涂上机油并包扎。

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