风电增速齿轮箱轴承套圈滚道波纹度的控制方法

于长友　赵扬　田世玲

（瓦房店轴承集团有限责任公司）

风电行业的快速发展，对风电增速齿轮箱轴承的使用寿命及精度要求不断提高，公差等级由P0提高到P4或P5，对轴承零件的精度要求也随之提高。要提高轴承精度，需提高套圈滚道和滚子的波纹度，进而保证轴承的质量，以满足客户的需求。因此，主要讨论在套圈滚道终磨、酸洗、超精过程中控制滚道波纹度的方法。

1、滚道终磨工序波纹度的控制

1.1 砂轮的控制

在磨削加工过程中，砂轮本身的好坏直接影响滚道波纹度。砂轮内部结合强度的一致性保证了在磨削过程中砂轮表面不会因磨粒脱落不均形成波纹。一般选用磨料为白刚玉，结合剂为陶瓷结合剂的砂轮。

砂轮不平衡对机床造成强迫振动，会使滚道产生波纹度。因此，砂轮的安装非常重要，安装前要对砂轮做静平衡，安装后要做动平衡。相同加工条件下选用不同粒度的3种砂轮进行验证，结果见表1。综合加工质量和生产效率后选用WA80JV砂轮。

表1  3种砂轮的加工效果

1.2 加工参数的控制

磨削加工过程中，砂轮的转速与工件主轴的转速比(砂轮转速/工件转速)影响滚道波纹度。转速比过低会造成滚道波纹度低波段值超差，转速比过高会造成滚道波纹度高波段值超差，经试验验证转速比应为40~80。

磨削加工过程中，磨削进给量增大，会在砂轮表面与工件之间形成大的磨削抗力，产生振动，使工件表面波纹度变差，因此，要选择合适的磨削进给量。

砂轮的修整速度和深度以及砂轮的修整频次也会影响滚道波纹度，砂轮的修整速度过快，深度过深，频次过低，会导致砂轮表面形状不好，影响滚道波纹度。

以内径160 mm圆锥滚子轴承内圈为例,其合理的滚道终磨工序加工参数见表2。

表2 φ160mm圆锥滚子轴承内圈滚道终磨工序加工参数

2、滚道酸洗工序的控制

套圈在终磨加工结束后，要对滚道进行酸洗检验烧伤，传统的酸洗方法采用高浓度的硝酸，并使用盐酸进行明化。高浓度的硝酸与滚道表面发生反应，会破坏滚道表面精度，从而影响波纹度检测。对酸洗工艺进行改进，采用6~10 g/L的低浓度硝酸，并去掉明化工序，能够有效改善滚道波纹度，并且不影响后工序的加工。

3、滚道超精工序波纹度的控制

3.1 油石厚度

超精过程分为粗超和精超，粗超采用厚度为20 mm的油石去除滚道表面的大波峰，精超采用厚度为8 mm的油石去除粗超造成的小波峰，以达到改善滚道波纹度的目的。

3.2 油石压力

因高压力会在滚道表面与油石接触面间形成抗力，造成滚道波纹度不好。为有效改善滚道表面波纹度，将油石压力控制在300 N以内。以内径160mm圆锥滚子轴承内圈为例，其合理的滚道超精工序加工参数见表3。

表3 φ160 mm圆锥滚子轴承内圈滚道超精工序加工参数

经滚道终磨、酸洗、超精工序的控制，波纹度超差个数与总个数(499个)的百分比见表4，波纹度超差的比例明显减小。新的波纹度控制方法已经在风电增速齿轮箱轴承加工过程中使用，对控制滚道波纹度效果显著，产品的加工效率提高。

表4 检测结果对比

来源：《轴承》2020年第6期