轴承保持架简析

轴承保持架简析 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

轴承保持架简析

一、综述

汽车工业和装备制造业的发展，引导全球轴承需求稳步上升，全球轴承业市场规模持续上升。其中美国轴承市场最大，其次是欧洲，中国已经超过日本，成为全球第三大轴承市场。未来几年，全球轴承制造业仍有望持续稳定增长。

轴承保持架是轴承行业的上游行业，与轴承行业紧密相关，轴承保持架成本约占整个轴承的20%-30%。我国轴承保持架行业正加快产业结构和产品结构的调整步伐，龙头企业对轴承保持架产业的带动作用不断增强。轴承保持架市场化趋势日益强劲，保持架行业的技术水平也在不断进步。

二、保持架材料及工艺种类

保持架是轴承的主要零件之一，保持架在滚动轴承中有四个基本作用：1、分离滚动体；2、将滚动体本身保持住或使其与一个套圈保持在一起；3、引导滚动体在正确的轨道上滚动；4、对滚动体定向、减少摩擦力。

按其制造工艺和所使用的材料保持架可分为：

●以低、中碳钢为材质的冲压保持架；

●以高强度铜合金、铅黄铜、镍、硅青铜等锌铝合金、球墨铸铁等为材质的合金

实体保持架；

●以聚酰胺树脂为材质的工程塑料保持架；

●以酚醛层压布管为材质的酚醛胶木实体保持架。

其中冲压保持架以其生产效率高、材质轻、强度好，覆盖范围广而得到广泛的应用。

（1）冲压保持架

冲压保持架一般采用钢板在常温下冲压而成，即冷冲压法制成。

1)冲压保持架的一般工艺过程：

目前，滚动轴承冲压保持架的结构有很多种，如浪型保持架、筐形保持架、菊形保持架、乙型保持架等，基本加工过程可以分为以下三种：

●备料－裁环、切料－成形－整形－冲铆钉孔

●备料—切料－成形－整形－冲窗孔－切底－弯爪

●备料－切料－成形－冲装置孔－冲窗孔－切底－压坡－(车底面、车底

径)－车端面－扩孔

另外，近年来在滚针轴承冲压保持架加工中采用了焊接保持架工艺。

2)冲压保持架的辅助工序：

冲压保持架的生产除了以上主要工序外还有一些辅助工序，这些工序包括：清理、酸洗、光饰，退火及表面处理。

3)冲压保持架用设备：

常用的冲压保持架设备有单工位压力机、多工位压力机、剪床和车床等。

（2）实体保持架

滚动轴承用车制保持架、压铸保持架、塑注保持架均为实体保持架。

三、冲压保持架结构的衍变和发展

固有滚动轴承的结构改进，除了增加滚动体数量和尺寸外，大多出于对轴承保持架结构的改进上。以冲压保持架为例，就有数十种结构类型。

常见或通用的冲压保持架结构类型以及结构的衍变和发展如下：

1、深沟球轴承用保持架，其保持架主要为浪形保持架，具体有：带引导挡边的

浪形保持架、“S”形保持架、冠形保持架、带爪浪形保持架、单向游隙浪形保持架、双K值浪形保持架等。

其中前五种结构均为老结构类型保持架。后两种单向游隙浪形保持架和双K

值浪形保持架、带油槽浪形保持架均为降低噪音而发展或探索出的新型结构

保持架，同时可以提高保持架的润滑能力，对提高轴承的转速有很大帮助。

2、调心球轴承保持架，其结构有菊形保持架、葵形保持架、象鼻形保持架。该

类冲压保持架在结构上基本没有多大变化，但冲压模具制造复杂，产品尺寸

难以保证和检验，随着工程塑料保持架强度和耐高温性能的不断提高，有被其逐步替代的趋势。

3、圆柱滚子轴承保持架，其结构类型有：乙形保持架、筒形保持架、双端盖保

持架、槽形保持架、中弯形保持架。后三种保持架是近年逐步发展和探索的新结构。新发展和探索的结构中，双端盖保持架采用了拔制的过梁立柱和冲压端盖组合结构，由于强度好、便于储油润滑、生产效率高，可替代部分铜保持架等优点，已经得到大规模使用。但就提高轴承高速、重载、长寿命、低噪音而言，槽形保持架和中弯形保持架更具发展前景。因为这两种结构不但从材质上代替了铜制，节约了材料，更重要的是加长了滚动体的直径和长度或是增加了滚动体数量，从而可以提高轴承的载荷和寿命，同时降低了轴承的噪音。

4、调心滚子轴承保持架，有圆锥弯边保持架、球面弯边形保持架、鼓形保持

架、“Z”形锁点保持架、“Z”形双肩点保持架、圆锥锁点保持架、直筒形保持架、灯笼形保持架。

该类冲压保持架中，鼓形保持架应用较广，适用于CC型调心滚子轴承；“Z”

型锁点保持架、“Z”形双肩点保持架、圆锥锁点保持架、直筒形保持架及灯笼形保持架均为改进型新结构保持架。“Z”形锁点保持架和“Z”形双肩点保持架形状较为复杂，此类结构提高了调心滚子轴承的承载能力和寿命，同时节约了原材料、降低了噪音，是一种有着广泛前途、值得大力推广的新结构。

5、其它类型冲压保持架，有以下一些基本结构：（薄壁）“M”形保持架、“K”形

保持架、梅花形保持架、盒形保持架、碗形保持架、圆锥筐形保持架、“Π”形保持架、“C”形保持架、“U”形保持架、“2”字形保持架等。其中的“U”形和“2”形

保持架为新试制型保持架，这两种结构保持架有其一定的进步性及使用价

值。薄壁M型和K型保持架多用于汽车变速箱和发动机连杆中的各类滚针轴承。

保持架的结构改进与发展都具备以下几个特征：

1、在保证强度的基础上，能够使轴承滚动体在数量或几何尺寸上得到增加，

以提高轴承的承载能力和使用寿命。

2、具备有提高轴承的自润滑的能力，同时可以降低噪音。满足轴承提高转速

和减少噪音的要求。

3、具备有节约原材料和减少对周边环境的影响。提高材料利用率和节约原材

料是大势所趋，尤其是铜材料的有限资源日益紧张，以钢代铜、以塑代铜

都对保持架的结构改进和替代起到了促进作用。

4、提高保持架的表面硬度及润滑能力将成为新结构保持架的发展方向。抛

丸、光饰、发蓝等物理、化学处理，都为降低保持架内应力、改善表面粗

糙度及润滑能力起到了积极的作用。部分结构如圆锥、短圆柱及调心滚子

轴承、滚针轴承保持架的表面渗碳、碳氮共渗或软氮化处理都对提高保持

架的机械强度和耐磨性，延长保持架的寿命起到关键性的作用。

新结构冲压保持架的生产与加工不但存在有技术困难，还存在有市场的接受能力的问题。但是，改进结构的保持架只要满足了提高轴承转速、载荷、寿命及降低了噪音，节约了原材料就具备了发展的硬道理，就有生存和发展的空间，就必将为市场接受，从而占领市场，为企业和用户带来更加丰厚的回报。

四、冲压保持架制造工艺及其装备

1、国外深沟球轴承浪型保持架多为专业化、自动化生产，根据保持架的大小有两种主要生产方式：

●微型保持架采用卷料在高速单工位压力机的复合级进模上完成，成型工

艺为在卷料上精密步进5~7个工位，依次逐步下料，裁环，成型、整

形、切边等工序。

●中小型保持架采用卷料在高速多工位压力机上冲压浪型保持架，先直接

冲下环料，然后靠两边机械臂夹住步进送入各个工位，依次完成成型、冲铆钉孔、整形等工序。

●两种方式的特点都是模具复杂、制造精度高、寿命长、安全可靠、生产

效率高，适合少品种、大批量生产。

2、国内浪型保持架过去多采用单台冲床单工序生产，一副保持架需4 -5台冲床、模具和为其操作的员工才能完成，模具简单效率低，生产成本高。为提高质量和效率，洛轴保持器厂率先在行业中开发了机械臂式多工位冲床，但由于模具和自控元件不过关、机床价格等原因，一直得不到很好的推广和使用。山东聊城地区的一些企业如金帝、人和等在此基础上做了改进，采用单台冲床卷料自动冲环，再放到单台步进模机械臂上完成其他工序的方法得到推广和普及。

3、国内大部分滚针轴承保持架生产为单工序的冲窗孔机和冲孔、弯边、整形等方式，模具精度和生产效率远不能满足汽车工业大批量的配套要求。目前苏州轴承厂有限公司、襄轴、常州光洋分别引进国外技术和设备，采用自动线卷料冷碾成形、多工位步进模具冲孔、自动卷焊成型、整形等工序高效率大规模生产，每条线可班产5万套左右保持架。其他类型的保持架如筐

形、碗形和鼓形受结构和产量的限制，大规模自动化生产较难实现，一般多

采用单工序的下料、自动等分冲窗孔机冲孔、压坡、整形来完成。筐形保持

架也可采用整体一次冲孔成型工艺加工，但模具制造复杂，成本高。

总之，我国滚动轴承保持架的加工质量、工艺和制造设备水平与国外先进水平相比还有很大差距，加快发展新型高速、高效冲压设备，提高精密复杂复合模、连续模、级进模模具制造水平，适应轴承保持架行业专业化、自动化、大规模生产的需要，依然是我们今后长期努力和奋斗的方向和目标。

五、轴承及保持架市场发展状况

经历50多年的建设和发展，我国轴承行业已经具备了较大的规模，全国轴承企业有1400多家，从业人员约30多万人。2005 年，我国轴承产量仅约 60 万套，至2012年则达到约 210万套，7年间增长了 250%，复合增长率达 20%。

全球来看，轴承行业经过多年的发展和持续的并购重组，企业规模日益扩大，最终形成了目前以瑞典斯凯孚，德国舍弗勒，日本恩斯克、恩梯恩、捷太格特、美蓓

亚、不二越，美国铁姆等少数几家主导行业的局面。目前全球轴承行业高度集中，以斯凯孚为代表的最大的 8家轴承集团占据全球份额的 90%以上。我国轴承企业总数在世界上占据第1位，但其中多数企业规模不大，竞争能力不强，抗风险能力弱，以哈、瓦、洛为首的前五大本土企业只占国内份额的26%。

我国轴承行业发展到现在已经取得了一定的成绩，但与世界轴承工业强国相比，我国轴承业还存在较大差距，主要表现为高精度、高技术含量和高附加值产品比例偏低、产品稳定性差、可靠性低、寿命短等。随着我国战略性新兴产业（如高速铁路、大飞机）和高端装备制造业（如部分高速精密机床）的发展，高端轴承进口增长很快。目前高铁轴承全部进口，部分高速精密机床轴承还需进口。从长远看，对我国战略性新兴产业的成长将产生不利影响。

目前，精密轴承等基础机械铸造业已经成为国家“十二五”期间重点发展的行业，力争使其达到或接近国际先进水平。在政策的支持下，预计到2015年，我国轴承产量有望超过280亿套，主营业务收入有望达到2100亿元，成为全球最大的轴承生产和销售基地。