菱形双耳法兰式轴承支撑座结构设计

　　这类带菱形安装翼的法兰式支撑结构，在轻工输送设备、小型动力传动单元、食品包装生产线的从动辊组支撑场景中应用十分普遍，区别于圆形四孔法兰的安装形式，两孔菱形布局的结构更适合安装空间狭窄、安装基面仅能排布两个固定点位的工况，能在保证支撑同轴度的前提下，尽可能压缩安装占用的平面空间，降低配套安装基座的加工面积要求。从结构功能来看，中间凸起的筒状腔体是核心功能区，内腔的台阶结构是为适配深沟球轴承的外圈定位设计的，台阶端面可直接抵住轴承外圈的基准端面，限制轴承装入后的轴向窜动，腔体的内径公差需匹配对应轴承的外圈过渡配合要求，既不能过紧导致轴承压装时外圈变形影响转动顺畅度，也不能过松造成轴承运行过程中出现外圈跑圈的问题，

　　长期运行下会磨损座体内腔导致支撑失效。两侧延伸的菱形安装翼，和中间筒座采用圆弧过渡衔接，避免直角连接处的应力集中问题，两个安装孔分别布置在翼板的最外端，孔位的中心距需和配套安装基座的螺孔中心距严格匹配，安装孔本身设计为沉孔结构，可让内六角圆柱头螺钉的头部完全沉入孔内，不会突出安装翼表面，避免和周边运动部件发生刮碰，同时沉孔的深度要保证螺钉拧紧后，头部端面不高出翼板平面0.2mm以上，防止安装后支撑座出现倾斜，导致中间支撑的轴系出现别劲问题。设计这类支撑座时，首先要根据所支撑轴的直径、配套轴承的额定载荷确定中间筒座的壁厚，常规轻载工况下，筒座壁厚取轴承外径的十分之一到八分之一即可满足强度要求，若应用在有冲击载荷的工况下，

　　可适当在筒座和翼板的衔接位置增加加强筋结构，提升整体的抗形变能力。安装翼的厚度设计需要结合固定螺钉的规格来确定，比如选用M6的内六角螺钉时，翼板厚度不小于8mm才能保证螺钉拧紧时翼板不会出现弯曲变形，两个安装孔的中心到中间腔体轴线的距离，要留出足够的扳手操作空间，避免拧紧螺钉时扳手和中间筒座发生干涉，常规设计下这个距离要比螺钉外径加上扳手回转半径大3mm以上。材质选用铸铝合金也就是常说的碱铝材质时，整体重量比铸铁材质轻60%左右，适合对设备自重有要求的移动类小型设备，同时铸铝的切削加工性能优异，内腔和安装面的精加工工序效率更高，表面做阳极氧化处理后还能具备不错的防锈能力，适合在潮湿的食品加工车间或者有轻度腐蚀的工况下使用。

　　需要注意的是，铸铝材质的强度低于铸铁，所以在重载冲击工况下使用时，需要将安装翼的厚度适当增加20%-30%，或者在安装孔位置镶嵌钢质衬套，避免螺钉长期压紧下孔位出现塑性形变，导致安装松动。这类支撑座的安装基面要求平面度不大于0.05mm，安装时如果基面存在凸起或者倾斜，会导致两个安装翼锁紧后中间筒座的轴线出现偏斜，直接影响轴系的转动精度，严重时会造成轴承早期磨损、轴弯曲断裂的问题。在实际建模过程中，要重点关注内腔台阶的同轴度、安装翼下端面和筒座轴线的垂直度这两个形位公差，建模时可先绘制中间筒体的回转截面，旋转生成主体结构后再拉伸两侧的安装翼，最后对衔接位置做倒圆角处理，倒圆角的半径不能小于2mm，避免铸造或者压铸加工时出现应力开裂的问题，安装孔的沉孔深度要结合所选螺钉的头部高度来确定，保证螺钉锁紧后不会突出平面，同时也不能过深导致翼板的有效连接厚度不足。