汪燮民

(浙江五洲新春集团有限公司，浙江 新昌 312500)

深沟球轴承自动装配机(线)在轴承制造业中已经得到普遍应用，其对于稳定产品质量和提高生产效率具有重要的意义。但在装配过程中时有钢球发生损伤的情况，主要出现在填球、归球和分球工位，这通常是由于工装的制造、安装和调整不合适，造成了钢球的擦伤和挤压伤。钢球损伤对低噪声(静音)轴承非常不利，必须加以解决。

1 配球

自动装配机的取球方法普遍采用的是上部球盒贮球，由安装在球盒底部的上下往复运动的管口取球，球留存在下方的塑料软管中，再送到定配器中，如图1所示。一般设有10个球盒，假设各规值的钢球参与装配的机会相等，那么有十分之一的机会将球送出。管口在球盒的球堆中不断上下往复的节拍大于合套的节拍，对规值较少使用到的钢球来说，发生摩擦的时间会更长。另外，由于管口的上下运动，使下方的塑料管道来回弯折(图1b)，管道中的钢球也随之受到塑料管壁的微小摩擦和钢球相互之间的挤压，尤其在钢球表面和管壁附有微小颗粒时，很容易造成球的擦伤和划伤。

(a)球盒 (b)下球管道 (c)改进后的球盒底部图1 球盒、下球管道实物及改进后的球盒底部示意图

因此，采取措施为：将球盒做成漏斗状，即底部成斜坡形，为防止漏斗口因钢球的拥堵而不下球，在漏斗口边缘加装1个轻微上下运动的扁形推杆，以打破钢球的拥堵状态(图1c )；并充分保持钢球和下球管道的清洁。

2 加球

加球部分结构实物如图2所示。

1—检测装置；2—推料杆；3—月牙台；4—外圈变形加力装置；5—内圈定位装置图2 加球部分结构实物图

2.1 出球

出球口使钢球自由顺畅地落到承球月牙台上，并均匀地向两边散开到沟道内。出球口上部设置有推球杆，在出球顺畅时，球全部落到月牙台上后，推料杆才开始向下动作，但并未接触球(为空动作)；当出球不畅时，推球杆的向下运动将会推动尚未流出的钢球下压强制出球，此时容易产生钢球的挤压伤和表面划伤。

因此，改进采用了如图3所示的出球口结构。该出球口与轴承端面平齐，月牙形开口为圆弧喇叭口，喇叭口中心圆弧半径与轴承球组节圆直径一致或稍小，喇叭口中的尺寸半径R为1.5倍球径。改进后的出球口避免了上下两球的重叠，也就避免了下球不畅被推球杆下压强制顶出的发生。

图3 出球口

2.2 落球

目前填球使用的月牙台只能上下移动，考虑到内圈的复位，月牙台的宽度受限于内、外圈挡边直径尺寸。当内圈靠向一边让出填球区域时，月牙台内侧与内圈挡边之间的间隙较大(图4)，钢球容易落入此间隙中而不利于分球，增加了球与挡边之间产生挤压伤的几率，也可能造成月牙台内侧中间边缘的凹陷。

图4 现有月牙台结构

为了使月牙台能尽可能靠向填球间隙的中间部位，将现用的月牙台改为分体组合结构，改进后的月牙台如图5所示。上部月牙可以在下部基体上前后滑动，内圈靠向外圈后月牙台上升，设计的上部月牙正好处在填球间隙的中间位置，阻止了球落入月牙与挡边间的间隙。当填好球后内圈复位，此时上部月牙随内圈挡边推开，不影响内圈的复位；当月牙台整体下降离开轴承后，上部月牙又恢复到下部基体的原始位置。

图5 改进后的月牙台结构

3 归球

归球是采用归球板将球归拢到一个固定的角度位置上，以便于下一步的分球、装保持架，目前采用的归球板结构如图6所示，其从上往下插入装好球的组件内。归球板的侧面为螺旋面形状时，由于螺旋角的原因，在插入的过程中，钢球受到1个空间力(图6b)的作用，其水平分力为1个圆周切向力，该力使钢球向圆周方向推动，向两边归位。但目前归球板侧面多为三角形的斜面，而且在使用中经过手工修复后更加向外倾斜，这就增加了其对外圈沟道的压力，使沟道对钢球造成损伤的几率随之加大。另外，螺旋面对钢球的轴向分力会加大钢球向两边归位时与沟道之间的摩擦，若套圈、钢球的清洁度不理想的的话，也同样会造成沟道与钢球之间的擦伤。

(a) (b) (c)图6 归球板及受力分析

因此，归球板的侧面应制作成螺旋面且形状规范、表面光滑；为尽可能加大螺旋角，减小轴向分力，应加长归球板；归球板插入方向最好为由下向上，以抵消一部分作用在钢球上的轴向分力。如果归球板由轴承下部向上插入，钢球就有沿螺旋面滑落的趋向，便可以减少插入时对钢球产生的轴向分力。

另一种比较理想的归球方法是以小顶角的归球板(类似分球器的针状)插入钢球组件中，顺钢球球组节圆直径做圆周运动将球归向一边，也可消除轴向分力的作用。

4 分球

采用分球叉进行分球(图7)，分球叉制作的关键是其端部应为螺旋面。分球叉侧面(尤其是推动钢球的一侧)均应该是通过中心的轴向平面，分球时使钢球受到圆周切向力，减小钢球在沟道内移动时的摩擦阻力，避免擦伤；分球叉另一侧面应留出一定的间隙。同样，分球叉由轴承下部向上插入，以减少插入时对钢球产生的轴向分力，减小对钢球的摩擦伤。

图7 分球叉

5 结束语

钢球是低振动、低噪声轴承中的最关键零件，工作面上的任何微伤痕都会影响到轴承的品质，因此，实际生产中除了要关注钢球本身的质量外，还要注意轴承装配过程的各个细节。这些问题的解决除了要进行认真分析外，还依赖于工装制造、调整的合理性并需进行必要的定期更换。