一种全陶瓷角接触球轴承装配方法与流程

本发明涉及机械装配技术领域，具体是一种全陶瓷角接触球轴承装配方法。

背景技术：

随着现代科学技术的迅速发展，各行各业对产品材料的性能提出了更高要求。工程陶瓷由于它具有高硬度、高耐磨性、耐高温、密度小等良好的性能，被广泛应用于航空航天、军事、机械、电子等科技领域。其中，将工程陶瓷作为一种新型的轴承材料成为发展的主流。

现代机床主轴等设备的转速要求非常高，且有些设备工作环境极其恶劣。普通钢制轴承在高速转动时钢球的离心力较大，摩擦剧烈引起高温，同时钢制轴承受热易变形，不耐腐蚀和磨损，导致其使用可靠性和使用寿命非常低。然而，陶瓷材料具有优异的耐磨损、耐腐蚀、耐高温、耐低温、高硬度、高强度、低膨胀系数、电绝缘、不导磁等优良特性。实现全陶瓷角接触球轴承将大大提升现代设备的性能，提高加工效率和加工质量。目前，陶瓷零件的加工精度已可以基本满足要求，但是全陶瓷角接触球轴承的实现还存在难题，特别是陶瓷轴承的装配。现有的轴承装配方式一是借助外力直接将滚动体压入轴承滚道，还有通过加热变形和冷缩的方式，扩大内外圈间的间隙以便滚动体的进入。工程陶瓷材料高硬度、高强度，直接借助外力对滚动体进行压入是不可取的，而且陶瓷材料耐高温，不易变形，热胀冷缩的方式也很难实现。

技术实现要素：

针对目前陶瓷轴承装配方法上的不足，本发明提供一种全陶瓷角接触球轴承装配方法，采用机械加工的方式，直接在内外圈的轴承滚道边缘进行开槽，进而实现对滚动体的装配。

一种全陶瓷角接触球轴承装配方法，包括：

(1)对全陶瓷角接触球轴承的内外圈、滚动体和保持架进行加工以达到装配精度要求，并且在内圈外侧靠近轴承滚道处对称加工两个大小相同的半圆台形槽；在外圈内侧靠近轴承滚道加工一个半圆台形槽；

(2)将内圈和外圈水平放置，所有槽口朝上，内圈和外圈一端紧靠，另一端留出缝隙，将滚动体尽可能多的放入缝隙中，直到无法继续放入滚动体；

(3)移动内圈和外圈，使其同心放置，保证已装入的滚动体卡在轴承滚道内；

(4)旋转内圈和外圈使半圆台形槽位置对齐形成圆台形槽口，将滚动体从圆台形槽口压入，进入轴承滚道；

(5)继续旋转内圈和外圈，依照步骤(4)，直到所有滚动体都装配完毕，将滚动体均匀分布在轴承滚道内。

(6)将陶瓷轴承的保持架直接压入内外圈之间，保证每个滚动体对应进入保持架每个槽口内，从而完成全陶瓷角接触球轴承的装配过程。

所述内圈外侧靠近轴承滚道处对称加工的两个大小相同的半圆台形槽和在外圈内侧靠近轴承滚道加工的一个半圆台形槽，由陶瓷轴承滚动体的尺寸大小来确定半圆台形槽的尺寸；当内外圈同心放置时，保证内外圈组成的圆台形槽口靠近轴承滚道端直径小于滚动体的直径，内外圈组成的圆台形槽口远离轴承滚道端直径大于滚动体的直径；保持架槽口小于滚动体直径。

所述保持架上每个包裹滚珠的位置均开槽，槽口均位于保持架同一侧，且槽口底端尺寸小于滚珠直径，槽口上端大于滚珠的直径。

有益效果：

本发明适用所有型号全陶瓷角接触球轴承的装配；在不损伤已加工表面的前提下，完成全陶瓷角接触球轴承的装配过程；无需加热和冷缩就可以完成全陶瓷角接触球轴承的装配；装配精度高，操作简单，易于实现，费用低等。装配时，当内外圈偏心放置时，可以直接放入一些滚动体，简单方便，但这时候只能放入一部分滚动体，当无法继续放入时，其余的滚动体再从所开槽口逐一装配。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中全陶瓷角接触球轴承的内圈；

图2为本发明具体实施方式中全陶瓷角接触球轴承的外圈；

图3为本发明具体实施方式中全陶瓷角接触球轴承的保持架；

图4、图5为本发明具体实施方式中全陶瓷角接触球轴承不同角度装配图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做详细说明。

一种全陶瓷角接触球轴承装配方法，包括：

(1)对全陶瓷角接触球轴承的内外圈、滚动体和保持架进行加工以达到装配精度要求，并且在内圈外侧靠近滚道处对称加工两个大小相同的半圆台形槽1，如图1所示；在外圈内侧靠近滚道加工一个半圆台形槽2，如图2所示；半圆台形槽1、半圆台形槽2的尺寸根据装配的全陶瓷角接触球的滚动体尺寸而定，在保持架包裹滚动体的位置同侧加工多个槽口，使滚动体可以装入保持架中又不会从槽口掉出，如图3所示。当内外圈同心放置时，保证内外圈组成的圆台形槽口靠近滚道端直径略小于滚动体的直径，内外圈组成的圆台形槽口远离滚道端直径大于滚动体的直径；保持架槽口应略小于滚动体直径。分析轴承的工作状态可知，轴承外圈安装在轴承座内，固定不动，因此只需开一个槽；轴承内圈套在主轴上随轴高速旋转，只开一个槽必将影响旋转平衡，于是将内圈对称开两个大小相同的槽以保证平衡；保持架是为了均匀分隔各个滚动体，所以每个包裹滚动体的区域同一侧都需要开槽，以便滚动体的装配。

(2)将内圈和外圈水平放置，所有槽口朝上，内圈和外圈一端紧靠，另一端留出缝隙，将滚动体尽可能多的放入缝隙中，直到无法继续放入滚动体。

(3)移动内圈和外圈，使其同心放置，保证已装入的滚动体卡在轴承滚道内。

(4)旋转内圈和外圈使半圆台形槽的槽口位置对齐，将滚动体从圆台形槽口压入，进入轴承滚道。

(5)继续旋转内圈和外圈，依照步骤(4)，直到所有滚动体都装配完毕，将滚动体均匀分布在轴承滚道内。

(6)将陶瓷轴承的保持架直接压入内外圈之间，保证每个滚动体对应进入保持架每个槽口内，从而完成全陶瓷角接触球轴承的装配过程，装配图如图4、5所示。

为了解决陶瓷轴承的装配问题，本发明方法采用机械加工的方式，直接在内外滚道边缘进行开槽，进而实现对滚动体的装配。分析轴承的工作状态可知，轴承外圈安装在轴承座内，固定不动，因此只需开一个槽；轴承内圈套在主轴上随轴高速旋转，只开一个槽必将影响旋转平衡，于是将内圈对称开两个大小相同的槽以保证平衡；保持架是为了均匀分隔各个滚动体，所以每个包裹滚动体的区域同一侧都需要开槽，以便滚动体的装配。全陶瓷角接触球轴承装配时，保证滚珠在外圈和内圈之间，保持架在滚珠四周，部分包裹滚珠，约束滚珠与滚珠之间的相对位置关系，引导滚珠绕外圈、内圈旋转中心滚动。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种全陶瓷角接触球轴承装配方法，包括：在内圈外侧靠近轴承滚道处对称加工两个大小相同的半圆台形槽；在外圈内侧靠近轴承滚道加工一个半圆台形槽；将内圈和外圈水平放置且槽口朝上，内圈和外圈一端紧靠，另一端留出缝隙，将滚动体尽可能多的放入缝隙中直到无法继续放入；移动内圈和外圈使其同心放置，保证已装入的滚动体卡在轴承滚道内；旋转内圈和外圈使半圆台形槽位置对齐形成圆台形槽口，将滚动体从圆台形槽口压入进入轴承滚道；继续旋转内圈和外圈直到所有滚动体装配完毕。将保持架压入内外圈之间。本发明在不损伤已加工表面的前提下，完成全陶瓷角接触球轴承的装配过程；无需加热和冷缩就可以完成全陶瓷角接触球轴承的装配。

技术研发人员：吴玉厚;张珂;赵国欢;孙健;王贺;王维东;韩涛
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2017.09.22
技术公布日：2017.12.15