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深沟球轴承破坏性拆卸专用拉具的结构设计

2019-11-20
  轴承是机器中常见的部件。轴承拆卸是机器维修中常见的作业内容。由于轴承的种类及规格繁多,所用的轴承拆卸工具也各不相同。因为拆卸工作的需要维修人员也设计出多种拆卸拉具,如普通的三爪拉具,拆卸带卡簧槽的轴承的专用拉具等。三爪拉具由于爪部尺寸较大在拆卸时需要占据较大的空间,因此其使用受到机器安装的空间条件的限制。有的机器中的轴承由于空间狭小,普通的拉具无法拉出轴承。有的轴承由于锈蚀、损坏等原因使拆卸困难。考虑到轴承维修中许多轴承拆卸后会更换新轴承,而拆卸下来的轴承也不再使用。针对深沟球轴承的破坏性拆卸,本文设计了1种对深沟球轴承破坏性拆卸的拉具。
  一、问题的提出
  由于机器功能及结构的需要,轴承在机器中的安装出现各种各样的结构。因为功能的需求轴承在安装定位及配合性质的选择上也各不相同。若配合较紧,安装空间狭小,拆卸难度会增大。如果因为其他原因造成轴承锈死,拆卸会更加困难。如图1所示,轴承右侧是齿轮,齿轮与轴承间的空间较小,轴承外圈与轴承座孔配合为过盈,只有将轴承拉出后才能将齿轮轴从左侧取出。维修时如果轴承外圈与座孔有锈蚀情况,取出轴承与齿轮轴将变得更加困难。从右侧通过敲击轴承外圈让轴承脱离轴承座也没有足够的空间,因此只能考虑从左侧取出轴承。有人可能考虑用火焰加热的力、法加热轴承座孔将轴承与轴取出,但这会引起座孔变形,使得修复后的机器功能受到影响。在这种情况下使用深沟球轴承专用拉能轻易将轴承拆卸下来。
  二、深沟球轴承破坏性拆卸专用拉具结构设计
  1.深沟球轴承尺寸与拆卸螺栓杆设计
  深沟球轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架构成。外圈的内侧和内圈的外侧有安装滚动体的环形沟状滚道,滚动体在滚道内滚动,如图2所示。滚动体直径Dw、轴承外圈内径D2、轴承内圈外径d2可在机械设计的相关手册中查询。轴承内圈和外圈的间隙宽度H可由计算确定。尺寸为H=(D2-d2)/2。在拉具设计时考虑到滚动体在内外滚道间滚动而不脱落是因为滚动体有合适的尺寸及分布。设计1个拆卸螺栓,其头部与滚动体尺寸相近,滚动体要切割去掉一部分,如图3所示。拆卸时,用螺丝刀冲击破坏掉部分保持架,将拆卸螺栓头部从内外圈之间的缝隙放入,再旋转90°将拆卸螺杆球头部嵌入内外滚道之间,如图4所示。其端部再连1个拉锤,通过拉锤的向左侧的滑动撞击,产生向左的拉力即可将轴承拉出。


  拉具设计中拆卸螺栓的设计最为关键。如果头部尺寸过大,拆卸拉杆头部不能通过内外圈之间的缝隙将球头部分放入内外圈之间的滚道内,不能实现球头与内外圈的嵌合。如果头部尺寸过小,从内外圈中脱离,球头不能与内外圈嵌合,不能同时拉住内外圈,不能将轴承拉出。因此,必须正确确定拆卸螺栓头部的结构与尺寸。
  如图5所示为拆卸螺栓头部结构与尺寸,其尺寸必须与轴承尺寸相关连。图中Dw为所要拆卸轴承的钢球的直径,H为所拆轴承轴承内圈和外圈的间隙宽度。A为球头与螺纹部分的连接杆的直径,要小于或等于H。考虑到在拆卸中便于将拆卸螺栓头部装入轴承,可将图5中的Dw尺寸的上下偏差均设计为负值。正确的尺寸才能保证拆卸螺栓能正确装入轴承内外圈之间而且在拆卸时拆卸螺栓不脱离。
  2.拉具结构设计
  要将轴承拉出,还要在拆卸螺栓的端部连接1个拉锤,如图6所示。拆卸螺栓与连接螺母通过螺纹连接,在滑杆上装上拉锤,再将滑杆与连接螺母相连,组装成为1个组合拉具。拆卸时首先将要拆卸轴承的保持架部分破坏拆除,为拆卸螺栓放入内外滚道留出空间,再将拆卸螺栓放入轴承内外滚道中,将拆卸螺栓转动90°。用力滑动拉锤产生拉力将轴承的内外圈同时拉出。为了能拆卸多种尺寸的轴承,可按不同的轴承尺寸加工不同尺寸的拆卸螺栓。以实现拉具产品的系列化,满足维修的需要。当然,如果拆卸较大尺寸的轴承或锈蚀严重的轴承则需要更大尺寸的拉锤,否则没足够的拉力,不能将轴承拉出。
  三、结束语
  深沟球轴承在机器中广泛使用,维修中更换轴承作业十分普遍。对于一些机器来说由于结构的限制使用普通的拉具不能将轴承拆除,同时在维修中多数拆除后的轴承都不在使用,破坏旧的轴承不会增加维修成本。这使得对轴承的破坏性拆除能成为维修的一种选择,使用这种破坏性拆卸拉具能方便快速拆除这类轴承。为机器维修提供方便,大大的提高维修工作效率。
(来源:精通维修下载)
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