偏航轴承的生产工艺研究

时间：2010-12-20

偏航轴承的生产工艺研究

随着机械工业的快速发展，回转支承的应用越来越广泛，偏航轴承是我公司新开发研

制的一种新型回转支承产品。它要求成品为零间隙或负间隙，对轴承的回转阻尼力矩

有严格的规定，成品精度非常高；根据主机的使用要求，轴承表面必须进行防腐处理。

如何解决上述问题是研究的主要课题。


1. 外表面的防腐处理


针对偏航轴承的防腐要求我们采用电弧喷涂长效防腐工艺。它是利用专用电弧喷涂设

备将耐蚀金属(纯铝或锌)熔融、雾化、喷涂至工件表面形成金属电弧喷涂层，然后用

渗透性强的耐蚀涂料对其封闭处理，形成电弧喷涂长效防腐复合涂层。其技术特点是：

① 防腐寿命长，可达20年以上；

② 涂层结合力高；


③ 涂层质量好。该工艺路线：轴承内外圈半成品准备→预清洁→工件预保护→喷砂→

电弧喷涂→封闭处理，现分述如下。



1) 轴承内外圈半成品准备


为了保证偏航轴承具有较高的外观质量，把防腐喷涂工序安排在所有机械加工之后，

喷后的轴承零件在装配完工后直接入库，保证防腐层不会被擦伤。


2) 预清洁


用有机溶剂进行除油处理，轴承半成品在机械加工后表面可能存在油渍，为了保证喷

涂质量必须在喷涂前安排清洁工序。


3) 工件预保护


在喷砂和喷涂前通过专用的表面预保护工装来实现对工件圆弧滚道、螺纹孔和不需喷

涂的表面进行保护。


4) 喷砂


对轴承内外圈表面进行粗化处理，增加涂层与工件之间的接触面，使工件表面更加活

化，提高涂层结合强度。


5) 电弧喷涂


电弧喷涂(纯铝或锌)设备主要包括直流电源、喷涂枪、空气压缩机及空气过滤器等，

主要控制电弧电压、电流、送丝速度、压缩空气压力、喷涂距离等参数。


6)封闭处理

由于喷涂后的涂层存在孔隙，因此必须进行封闭处理，增加抗腐蚀能力。


偏航轴承在喷涂和装配后其主要外露加工表面有齿轮表面、安装螺纹表面和圆弧滚道

面。前两种在装配后涂以防锈油，后一种在装配时涂上润滑油脂，成品内包装用塑料

薄膜封闭缠绕，外层用塑料编织带进行防护缠绕，可以满足防锈要求。


2阻尼力矩


2.1形成机理


偏航轴承装配后阻尼力矩有两个来源：一是滚道部分的摩擦阻力，二是密封条与密封

面的摩擦阻力。其中后者在加工条件相同的情况下一般是常数，因此偏航轴承装配后

阻尼力矩的大小则主要取决于前者。


滚道部分在回转时产生的摩擦阻力矩主要取决于轴承间隙的大小。间隙大则阻力小，

间隙小则阻力相应增大。偏航轴承要求零间隙或负间隙，负间隙的多少由装配后的摩

擦阻尼力矩来决定。因此说装配后的摩擦阻尼力矩大小基本上取决于偏航轴承的装配

间隙值，而此值的形成又主要取决于：滚道淬火前的精车尺寸、滚道面淬火、滚道淬

火后的磨削尺寸和滚动体的尺寸选配四个环节。


2.2工艺措施


针对上述环节采用下列方法控制轴承的装配间隙。


1)滚道面淬火前的车削采用CH57207×5/12H型高精度全数控立车进行走圆弧轨迹车

削成形，精度可达IT6级以上，滚道型面尺寸、精度和截面形状都得到保证。


2)滚道面感应淬火使用德国Peddinghaus公司全数控双工位滚道淬火专用机床，通过

工艺试验调整热处理工艺参数，如电流、电压、淬火速度以及冷却速度等，在保证

滚道淬火硬度的同时确保淬硬层均匀一致，整个套圈变形非常小，滚道变形可控制

在0.2mm以内。


3)滚道面淬火后的磨削采用美国康贝尔公司FR10010D型数控专用立式磨床，其在

直径方向上每脉冲位移量仅为0.005mm，特别适用于高精度滚道磨削加工，并通过

专用滚道测量样板保证滚道的测量角和位置精度。


4)滚动体也是形成间隙的重要环节，我公司工业钢球厂是全国十大钢球厂之一，其

钢球尺寸加工精度可以精确到微米。


3效果


采用电弧喷涂长效防腐工艺，工件表面涂层均匀，涂层深度达到设计要求，防腐效

果良好；偏航轴承装配后成品间隙和阻尼力矩达到了设计要求，加载后轴承转动灵

活；主机安装后经试验和使用表明，偏航轴承运转灵活、外露表面未发生腐蚀、防

腐效果良好。


偏航轴承的研制成功，为促进国内回转支承的技术创新和提高国际竞争力提供了成

功的经验，并取得了较好的经济效益和社会效益。





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