607外球面深沟球轴承的结构改进

夏奇志，卢俊

(1.无锡市华通微型轴承厂，江苏 无锡 214037；2.无锡阿尔比艾商贸有限公司，江苏 无锡 214028)

1 轴承使用条件及出现的问题

607外球面深沟球轴承应用于一多功能工具中，该多功能工具的工作原理(图1)为：电动机高速旋转，由于其转子与外球面轴承配合部分的轴线与电动机的回转轴线存在偏心，使外球面轴承带动拨叉以输出轴为回转中心作高频次的摆动，从而使固定在输出轴上的锯片、打磨头等作高频次的摆动，实现切割和打磨等功能。

1—输出轴；2—输出轴后轴承；3—拨叉；4—607外球面轴承；5—转子前轴承；6—转子；7—转子后轴承；8—输出轴前轴承；9—螺钉；10—锯片

该轴承在进行相关寿命试验时，仅运转15～30 h就出现了聚酰胺保持架断裂和轴承散套失效的情况，如图2所示。

图2 轴承早期失效图片

2 失效原因分析

结合轴承的实际应用条件和失效形式，分析认为导致轴承早期失效的主要原因有以下2个方面：(1)轴承工作中，其外圈和拨叉之间有较强的撞击和摩擦，产生较多的热量，使轴承温度升高，PA66增强聚酰胺保持架在高温下出现老化，强度降低；(2)轴承外圈与拨叉间存在较大的撞击力，使外圈产生刚性变形，聚酰胺保持架受到一定的冲击力。

3 改进措施

针对以上2个原因，一方面改善相关接触表面的表面粗糙度，减少摩擦发热；另一方面对轴承的结构参数进行调整，以增加轴承的刚性，降低保持架所受的冲击力，同时提高保持架的强度。

3.1 保持架改进

原保持架采用607密封深沟球轴承的增强聚酰胺保持架结构，兜孔底径厚度S=0.35 mm，如图3所示。由于文中设计的607外球面深沟球轴承是开式结构，所以在轴承外形尺寸不改变的情况下可以将S增大到1.1 mm左右，以增强保持架的强度。使用新改进的保持架进行装机试验，轴承寿命从以前的15～30 h提高到40～80 h。

图3 保持架结构 图4 外圈结构图

3.2 轴承主参数的改进

改进后的轴承钢球数保持不变(7粒)，钢球直径由3.5 mm调整为3.175 mm，球组节圆直径由13 mm调整为12.5 mm，填球角由187°减小到176°。图4中，B=(D-Dpw-Dw)/2，D为轴承外径，D=19 mm。代入相关参数，计算得B从改进前的1.25 mm增加到了1.66 mm。这一改变使得外圈刚性得到较大增强，与拨叉相互撞击时不易产生变形，从而消除了由于外圈变形使保持架受到的冲击，避免了保持架的损伤。

4 结束语

轴承结构重新设计后，外圈刚性得到加强，对轴承寿命的提高有较大帮助。理论上钢球直径减小会降低轴承的额定载荷和额定寿命，但实际应用中该轴承均为早期非正常失效，钢球直径的减小改善了这一状况，反而有利于轴承实际工作寿命的提高。采用改进后的轴承进行装机试验，寿命达到80～120 h，基本满足了工作要求。