南通五洲机械制造有限公司

成欣明
南通五洲机械制造有限公司
　　 我公司于2003年底推出的专利产品“新型并条轴套”（专利号为：03279460．6）至今已有半年多时间，其间经南通一棉、天津一棉、扬州通裕等全国的多家棉纺织厂试用。使用情况表明：该产品达到了轴套免加油、少发热、芯轴不磨损的设计目标，并意外发现对棉条的条干水平有较明显的改善，受到试用厂家的欢迎。为使大家对该产品有更进一步的了解，特将其设计情况作一介绍：
　　 1、设计课题的提出
　　 并条机并条轴套在使用中易发热、易漏油，并条芯轴易弯曲变形此三点是常规并条芯轴、轴套的老问题，尤其是FA302/303/305/306/311等高速并条机上，上述三个问题更突出。轴套使用中发热烫手，导致内部润滑脂外溢，污染胶辊棉条，使轴套内滚针轴承因缺油而磨损，进而磨损并条芯轴，影响棉条质量。
　　 因而并条轴套的检查、加油、揩油的工作量很大，少则10天一次，多则l天一次。针对这些问题，我公司曾努力做过一些工作，如提高轴套内滚针轴承的精度等级，使用进口轴承，加装防油圈，改进芯轴的热处理质量等，这些措施起到过一定作用，但未能根本解决问题。因而在2003年我们想到了重新设计轴套的结构，从根本上解决问题。
　　 2、常规并条轴套的结构缺陷
　　 常规并条轴套与芯轴的结构简图如图一，使用中并条芯轴高速旋转，而轴套静止不动，其摩擦情况为滚针与芯轴，滚针与轴承外卷均为滚动摩擦，由于滚针为滚动体，直径小（仅ф2mm），接触面长（达8mm）芯轴旋转一周滚针转动圈数多易发热，接触面长也易发热。这种结构的特点是能承受大压力，不能随高速旋转。以FA311型并条机为例，轴套受到的压力为20-30kg，并条芯轴的转速高达3600转/分（以出条速度400米/分，皮辊直径35计），显然这种结构不适合FA31l等高速并条机，仅能勉强适用于A272F等低速并条机。因而从结构上讲，常规高速并条机轴套发热是必然的，只不过是进口轴承好些，使用优质油脂好些，使用质量稍差的轴承发热严重些。
　　 常规并条轴套的缺陷之二是，该轴套为敞开式结构，无挡油圈，内部的润滑脂受热运转后必然溢出，导致轴承缺油，加快轴承及芯轴的磨损。
　　 缺陷之三是多数常规并条芯轴仅两端热处理而中断的不处理。因而使用一段时间后易弯曲变形，严重影响棉条条干。
　　 3、新型并条轴承的结构
　　 新型并条轴承的结构见图二，该轴套为专门设计的双列深沟球轴承，其与图一相比具有如下特点：
　　 1)、采用双列深沟球轴承代替原滚针轴承，使得发热总量下降至常规结构的60%（滚针轴承的摩擦系数为0.002--0.004，深沟球轴承的摩擦系数为0.0015--0.0022），因而使用中，新结构轴承的温升明显小于常规结构。
　　 2)、内部贮油空间大，并采用迷宫式防尘、防漏油，润滑条件好。经对使用半年的新型轴套剖开检查，轴承内部保存相当多的油脂，未发现花丝等侵入。
　　 3)、采用有内圈轴承结构，并条芯轴与内圈相对静止不摩擦，因而芯轴“永不磨损”。
　　 4)、芯轴与轴承内圈配合采用锥度结合，同心度好，装拆方便。
　　 5)、芯轴与轴套之间无轴向窜动（仅有轴套的轴向游隙0.08左右），此点很重要。常规芯轴与轴套的轴向游隙窜动达1-4mm。
　　 6)、新型并条芯轴采取了较理想的热处理方式，使得芯轴既有足够的强度又有充分的韧性。
　　 7)、新型并条芯轴头部与轴套结合部分表面镀铬，保证在包胶硫化时及平时使用时不生锈。
　　 8)、新型并条轴套适用于A272F、FA302、FA303、FA305、FA306、FA311、FA3l5等并条机。
　　 4、关于新型并条轴套的使用寿命
　　 1)、新型并条轴套（轴承）设计使用寿命的计算。
　　 轴套设计寿命的计算采用国家标准、符号、定义、公式、章节号均引用 GB/T6391-1995《滚动轴承额定负荷和额定寿命》
L10=(Cr/Pr)³　　　　　　　　　　　　　　(5．3．1)
Cr=bm fc(iCOSα)^0.7　　Z^2/3　　Dw^1.8 　　(5．1)
　　 其中：L10：基本额定寿命百万转；
　　　　　 Pr：为并条轴套受到压力，取Pr=30kg×9.8=294N
　　　　　 Cr：径向基本额定动负荷N；
　　　　　 bm：常用材料和加工质量的额定系数，查表得bm=1.3
　　　　　 fc：与轴承零件的几何形状、制造精度和材料有关的系数，查表得fc=59.6
　　　　　 i：轴承中球或滚子的列数i=2
　　　　　 Q：轴承的公称接触角α=0°
　　　　　 Z：单列轴承中的球或滚子数Z=7
　　　　　 Dw：球直径　Dw=4mm
　　 由此计算得：Cr=5586.3(N)
　　　　　　　　 L10=6860(百万转)
　　 按照转速4000转/分，折合使用寿命为28583小时，即在正常工作条件下，新型并条轴套有90%的使用寿命达3年，经可靠性系数修正后约有95%能达到两年时间，即理论计算新型并条轴套有95%的使用寿命达到两年。
　　 2)、轴套寿命的类比
　　 我公司批量生产花色捻线机用假捻器轴承，其设计使用寿命亦为两年。负载较小，但转速高达2万转/分，至今早期产品使用时间已达两年，仍在正常使用，并未发生批量更换。以此类比，新型并条轴套的使用寿命应达两年。
　　 3)、轴套的使用寿命的承诺
　　 新型并条轴套实际使用才半年多，其实际寿命有待时间检验，但我公司承诺：新型并条轴套使用寿命达不到两年我公司包换。
　　 结束语：我公司在此向关心、支持、试用新型并条芯轴及轴套的各位专家、技术人员表示感谢!欢迎更多的厂家试用并提出宝贵意见。