轴承保持架简析

LastupdatedontheafternoonofJanuary3,2021轴承保持架简析轴承保持架简析综述汽车工业和装备制造业的发展，引导全球轴承需求稳步上升，全球轴承业市场规模持续上升。其中美国轴承市场最大，其次是欧洲，中国已经超过日本，成为全球第三大轴承市场。未来几年，全球轴承制造业仍有望持续稳定增长。轴承保持架是轴承行业的上游行业，与轴承行业紧密相关，轴承保持架成本约占整个轴承的20%-30%。我国轴承保持架行业正加快产业结构和产品结构的调整步伐，龙头企业对轴承保持架产业的带动作用不断增强。轴承保持架市场化趋势日益强劲，保持架行业的技术水平也在不断进步。保持架材料及工艺种类保持架是轴承的主要零件之一，保持架在滚动轴承中有四个基本作用：1、分离滚动体；2、将滚动体本身保持住或使其与一个套圈保持在一起；3、引导滚动体在正确的轨道上滚动；4、对滚动体定向、减少摩擦力。按其制造工艺和所使用的材料保持架可分为：以低、中碳钢为材质的冲压保持架；以高强度铜合金、铅黄铜、镍、硅青铜等锌铝合金、球墨铸铁等为材质的合金实体保持架；以聚酰胺树脂为材质的工程塑料保持架；以酚醛层压布管为材质的酚醛胶木实体保持架。其中冲压保持架以其生产效率高、材质轻、强度好，覆盖范围广而得到广泛的应用。冲压保持架冲压保持架一般采用钢板在常温下冲压而成，即冷冲压法制成。冲压保持架的一般工艺过程：目前，滚动轴承冲压保持架的结构有很多种，如浪型保持架、筐形保持架、菊形保持架、乙型保持架等，基本加工过程可以分为以下三种：备料－裁环、切料－成形－整形－冲铆钉孔备料—切料－成形－整形－冲窗孔－切底－弯爪备料－切料－成形－冲装置孔－冲窗孔－切底－压坡－(车底面、车底径)－车端面－扩孔另外，近年来在滚针轴承冲压保持架加工中采用了焊接保持架工艺。冲压保持架的辅助工序：冲压保持架的生产除了以上主要工序外还有一些辅助工序，这些工序包括：清理、酸洗、光饰，退火及表面处理。冲压保持架用设备：常用的冲压保持架设备有单工位压力机、多工位压力机、剪床和车床等。实体保持架滚动轴承用车制保持架、压铸保持架、塑注保持架均为实体保持架。保持架保持架类型材质优点性能使用限制工作温度钢质保持架冲压和实体两种钢板或钢锻件此种保持架强度高，材质较轻。多用于深沟球轴承、调心滚子轴承和大多数圆锥滚子轴承一般不受滚动轴承的矿物油基或含碱油基润滑剂的影响，易受水/水蒸汽的影响而生锈保持架运行温度可达300°C黄铜保持架有冲压和实体两种，冲压仅适合于小型和中型黄铜板、黄铜铸件或黄铜锻件黄铜具有高拉伸强度，机械强度与钢板冲压保持架相当，但密度相对小，极限转速高；不受润滑剂的影响，包括合成油和脂。黄铜保持架不能用于300°C以上的场合，不适用于氨（例如冷却）中，因为氨会引起黄铜季节性破碎。工作温度低于300°C聚酰胺(尼龙66)保持架实体保持架（注射成型法）聚酰胺聚酰胺尼龙材料弹性大和重量轻的优势,这种保持架有非常好的滑动和自润滑性能。特别适合于有振动冲击应力或高加减速度或者轴承内外圈出现相互倾斜时的情况1.聚酰胺尼龙保持架可能因特殊润滑而受到影响（润滑剂中腐蚀性添加剂）2.不能应用于真空中，因为它将因脱水而变脆。工作温度低于120°C大于－40°C温度过低会使尼龙失去弹性。玻璃纤维增强尼龙66保持架实体保持架（模压成型）玻璃纤维增强尼龙66保持架材质经热稳定，具有良好的强度和弹性。由于其经润滑后在钢材表明具有良好的滑移性，保持架产生的摩擦大为减少，因此轴承的发热和摩擦可达到低程度。可在暂时缺油的情况下保持良好的运行性能。酚醛树脂保持架实体窗式保持架酚醛树脂压布塑料(俗称胶木管)酚醛树脂具有较高的机械强度、较好的耐磨性能和自润滑性能，可在暂时缺油的情况下保持良好的运行性能。耐高温性能不高工作温度低于100°C冲压保持架结构的衍变和发展固有滚动轴承的结构改进，除了增加滚动体数量和尺寸外，大多出于对轴承保持架结构的改进上。以冲压保持架为例，就有数十种结构类型。常见或通用的冲压保持架结构类型以及结构的衍变和发展如下：深沟球轴承用保持架，其保持架主要为浪形保持架，具体有：带引导挡边的浪形保持架、“S”形保持架、冠形保持架、带爪浪形保持架、单向游隙浪形保持架、双K值浪形保持架等。其中前五种结构均为老结构类型保持架。后两种单向游隙浪形保持架和双K值浪形保持架、带油槽浪形保持架均为降低噪音而发展或探索出的新型结构保持架，同时可以提高保持架的润滑能力，对提高轴承的转速有很大帮助。调心球轴承保持架，其结构有菊形保持架、葵形保持架、象鼻形保持架。该类冲压保持架在结构上基本没有多大变化，但冲压模具制造复杂，产品尺寸难以保证和检验，随着工程塑料保持架强度和耐高温性能的不断提高，有被其逐步替代的趋势。圆柱滚子轴承保持架，其结构类型有：乙形保持架、筒形保持架、双端盖保持架、槽形保持架、中弯形保持架。后三种保持架是近年逐步发展和探索的新结构。新发展和探索的结构中，双端盖保持架采用了拔制的过梁立柱和冲压端盖组合结构，由于强度好、便于储油润滑、生产效率高，可替代部分铜保持架等优点，已经得到大规模使用。但就提高轴承高速、重载、长寿命、低噪音而言，槽形保持架和中弯形保持架更具发展前景。因为这两种结构不但从材质上代替了铜制，节约了材料，更重要的是加长了滚动体的直径和长度或是增加了滚动体数量，从而可以提高轴承的载荷和寿命，同时降低了轴承的噪音。调心滚子轴承保持架，有圆锥弯边保持架、球面弯边形保持架、鼓形保持架、“Z”形锁点保持架、“Z”形双肩点保持架、圆锥锁点保持架、直筒形保持架、灯笼形保持架。该类冲压保持架中，鼓形保持架应用较广，适用于CC型调心滚子轴承；“Z”型锁点保持架、“Z”形双肩点保持架、圆锥锁点保持架、直筒形保持架及灯笼形保持架均为改进型新结构保持架。“Z”形锁点保持架和“Z”形双肩点保持架形状较为复杂，此类结构提高了调心滚子轴承的承载能力和寿命，同时节约了原材料、降低了噪音，是一种有着广泛前途、值得大力推广的新结构。其它类型冲压保持架，有以下一些基本结构：（薄壁）“M”形保持架、“K”形保持架、梅花形保持架、盒形保持架、碗形保持架、圆锥筐形保持架、“Π”形保持架、“C”形保持架、“U”形保持架、“2”字形保持架等。其中的“U”形和“2”形保持架为新试制型保持架，这两种结构保持架有其一定的进步性及使用价值。薄壁M型和K型保持架多用于汽车变速箱和发动机连杆中的各类滚针轴承。保持架的结构改进与发展都具备以下几个特征：在保证强度的基础上，能够使轴承滚动体在数量或几何尺寸上得到增加，以提高轴承的承载能力和使用寿命。具备有提高轴承的自润滑的能力，同时可以降低噪音。满足轴承提高转速和减少噪音的要求。具备有节约原材料和减少对周边环境的影响。提高材料利用率和节约原材料是大势所趋，尤其是铜材料的有限资源日益紧张，以钢代铜、以塑代铜都对保持架的结构改进和替代起到了促进作用。提高保持架的表面硬度及润滑能力将成为新结构保持架的发展方向。抛丸、光饰、发蓝等物理、化学处理，都为降低保持架内应力、改善表面粗糙度及润滑能力起到了积极的作用。部分结构如圆锥、短圆柱及调心滚子轴承、滚针轴承保持架的表面渗碳、碳氮共渗或软氮化处理都对提高保持架的机械强度和耐磨性，延长保持架的寿命起到关键性的作用。新结构冲压保持架的生产与加工不但存在有技术困难，还存在有市场的接受能力的问题。但是，改进结构的保持架只要满足了提高轴承转速、载荷、寿命及降低了噪音，节约了原材料就具备了发展的硬道理，就有生存和发展的空间，就必将为市场接受，从而占领市场，为企业和用户带来更加丰厚的回报。冲压保持架制造工艺及其装备国外深沟球轴承浪型保持架多为专业化、自动化生产，根据保持架的大小有两种主要生产方式：微型保持架采用卷料在高速单工位压力机的复合级进模上完成，成型工艺为在卷料上精密步进5~7个工位，依次逐步下料，裁环，成型、整形、切边等工序。中小型保持架采用卷料在高速多工位压力机上冲压浪型保持架，先直接冲下环料，然后靠两边机械臂夹住步进送入各个工位，依次完成成型、冲铆钉孔、整形等工序。两种方式的特点都是模具复杂、制造精度高、寿命长、安全可靠、生产效率高，适合少品种、大批量生产。国内浪型保持架过去多采用单台冲床单工序生产，一副保持架需4-5台冲床、模具和为其操作的员工才能完成，模具简单效率低，生产成本高。为提高质量和效率，洛轴保持器厂率先在行业中开发了机械臂式多工位冲床，但由于模具和自控元件不过关、机床价格等原因，一直得不到很好的推广和使用。山东聊城地区的一些企业如金帝、人和等在此基础上做了改进，采用单台冲床卷料自动冲环，再放到单台步进模机械臂上完成其他工序的方法得到推广和普及。国内大部分滚针轴承保持架生产为单工序的冲窗孔机和冲孔、弯边、整形等方式，模具精度和生产效率远不能满足汽车工业大批量的配套要求。目前苏州轴承厂有限公司、襄轴、常州光洋分别引进国外技术和设备，采用自动线卷料冷碾成形、多工位步进模具冲孔、自动卷焊成型、整形等工序高效率大规模生产，每条线可班产5万套左右保持架。其他类型的保持架如筐形、碗形和鼓形受结构和产量的限制，大规模自动化生产较难实现，一般多采用单工序的下料、自动等分冲窗孔机冲孔、压坡、整形来完成。筐形保持架也可采用整体一次冲孔成型工艺加工，但模具制造复杂，成本高。总之，我国滚动轴承保持架的加工质量、工艺和制造设备水平与国外先进水平相比还有很大差距，加快发展新型高速、高效冲压设备，提高精密复杂复合模、连续模、级进模模具制造水平，适应轴承保持架行业专业化、自动化、大规模生产的需要，依然是我们今后长期努力和奋斗的方向和目标。轴承及保持架市场发展状况经历50多年的建设和发展，我国轴承行业已经具备了较大的规模，全国轴承企业有1400多家，从业人员约30多万人。2005年，我国轴承产量仅约60万套，至2012年则达到约210万套，7年间增长了250%，复合增长率达20%。全球来看，轴承行业经过多年的发展和持续的并购重组，企业规模日益扩大，最终形成了目前以瑞典斯凯孚，德国舍弗勒，日本恩斯克、恩梯恩、捷太格特、美蓓亚、不二越，美国铁姆等少数几家主导行业的局面。目前全球轴承行业高度集中，以斯凯孚为代表的最大的8家轴承集团占据全球份额的90%以上。我国轴承企业总数在世界上占据第1位，但其中多数企业规模不大，竞争能力不强，抗风险能力弱，以哈、瓦、洛为首的前五大本土企业只占国内份额的26%。我国轴承行业发展到现在已经取得了一定的成绩，但与世界轴承工业强国相比，我国轴承业还存在较大差距，主要表现为高精度、高技术含量和高附加值产品比例偏低、产品稳定性差、可靠性低、寿命短等。随着我国战略性新兴产业（如高速铁路、大飞机）和高端装备制造业（如部分高速精密机床）的发展，高端轴承进口增长很快。目前高铁轴承全部进口，部分高速精密机床轴承还需进口。从长远看，对我国战略性新兴产业的成长将产生不利影响。目前，精密轴承等基础机械铸造业已经成为国家“十二五”期间重点发展的行业，力争使其达到或接近国际先进水平。在政策的支持下，预计到2015年，我国轴承产量有望超过280亿套，主营业务收入有望达到2100亿元，成为全球最大的轴承生产和销售基地。