趙景周

（河南能化洛陽LYC軸承有限公司大型軸承事業(yè)部，河南洛陽471039）

調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測(cè)量

趙景周

（河南能化洛陽LYC軸承有限公司大型軸承事業(yè)部，河南洛陽471039）

近年來，調(diào)心球面滾子軸承的應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣，但在使用過程中出現(xiàn)的問題也越來越多。為了推廣普及調(diào)心球面滾子軸承的一些基本知識(shí)，針對(duì)調(diào)心球面滾子軸承在應(yīng)用中的主要問題——徑向游隙的檢測(cè)進(jìn)行了介紹。

調(diào)心球面滾子軸承；徑向游隙；測(cè)量

0 引言

隨著調(diào)心球面滾子軸承從原來的礦山、冶金行業(yè)逐步擴(kuò)大到家電、公共服務(wù)（電梯、空調(diào)等）等行業(yè)的應(yīng)用中，針對(duì)調(diào)心球面滾子軸承在使用過程中出現(xiàn)的問題及爭(zhēng)議越來越多。為了推廣、普及調(diào)心球面滾子軸承的應(yīng)用，本文針對(duì)調(diào)心球面滾子軸承在應(yīng)用中的主要問題——游隙的檢測(cè)進(jìn)行了探討。

在調(diào)心球面滾子軸承的應(yīng)用中，游隙是一個(gè)十分重要的參數(shù)，它關(guān)系到軸承的使用壽命和軸承的旋轉(zhuǎn)精度。游隙的選取使用是非常理性化的問題，它不僅要考慮產(chǎn)品的使用工況，還要考慮相配件的公差參數(shù)，否則游隙選擇不合理將直接影響到產(chǎn)品的應(yīng)用。

1 理論分析

如圖1所示，調(diào)心球面滾子軸承的游隙，理論上是外滾道凹面和內(nèi)組件凸面間的間隙，實(shí)際上從調(diào)心滾子軸承的結(jié)構(gòu)上看，軸承的徑向游隙是在軸承滾子與內(nèi)、外圈的接觸線上出現(xiàn)，與軸承的中心平面存在一個(gè)α夾角。由于調(diào)心球面滾子軸承為雙列結(jié)構(gòu)，兩列滾子的接觸角是同時(shí)出現(xiàn)并且是相對(duì)的，因此軸承的徑向游隙也呈兩個(gè)方向，其間的夾角為2α。這樣對(duì)于調(diào)心滾子軸承的徑向游隙測(cè)量較為困難，因?yàn)闊o法從某個(gè)方向單獨(dú)測(cè)量一列滾子與內(nèi)、外圈之間的徑向游隙，就只有簡(jiǎn)單的從徑向同時(shí)測(cè)量?jī)闪袧L子的綜合徑向游隙，但這樣測(cè)量不夠準(zhǔn)確。同時(shí)，調(diào)心球面滾子軸承的球面外圈和內(nèi)圈還有靈活的調(diào)心性能，這也給徑向游隙的準(zhǔn)確測(cè)量增加了困難。由此我們知道由于結(jié)構(gòu)的特殊性，調(diào)心球面滾子軸承的徑向游隙測(cè)量是近似的測(cè)量，且測(cè)量效率低、測(cè)量精度低。在一般的應(yīng)用場(chǎng)合，游隙的測(cè)量精度對(duì)使用影響不大，但應(yīng)用于特殊精密場(chǎng)合時(shí)，就需要嚴(yán)格精確地測(cè)量徑向游隙。

圖1 調(diào)心球面軸承的結(jié)構(gòu)圖

2 測(cè)量方法

現(xiàn)行的調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測(cè)量方法大致有4種：1）采用徑向游隙儀測(cè)量；2）采用簡(jiǎn)易的平臺(tái)推量；3）采用塞尺測(cè)量；4）測(cè)量軸向游隙間接控制徑向游隙。

2.1 徑向游隙儀測(cè)量法

徑向游隙儀測(cè)量法只適用于外徑小于150 mm的調(diào)心球面滾子軸承。測(cè)量時(shí)先讓內(nèi)組合件旋轉(zhuǎn)，使內(nèi)阻件處于一個(gè)正確的位置，然后再測(cè)量徑向游隙。測(cè)量時(shí)，內(nèi)、外圈應(yīng)在一個(gè)鉛平面內(nèi)，測(cè)量載荷不能使?jié)L動(dòng)體和套圈之間產(chǎn)生變形。儀器的重復(fù)精度要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 簡(jiǎn)易平臺(tái)推量法

簡(jiǎn)易平臺(tái)推量法是在一平臺(tái)上緊固內(nèi)圈、推外圈的一種游隙測(cè)量方法。測(cè)量時(shí)，要使外圈緊貼平臺(tái)，反復(fù)平移外圈，儀表顯示的最大值即為徑向游隙值。

2.3 塞尺測(cè)量法

塞尺測(cè)量法是調(diào)心球面滾子軸承游隙檢測(cè)的主要方法。該方法操作簡(jiǎn)單，效率高。但由于采用的是極限量規(guī)法，不能確定游隙的確定值。在生產(chǎn)實(shí)際的應(yīng)用中，常因測(cè)量人員的技能、測(cè)量人員的體質(zhì)變化。因同一塞尺，力量大的人能抽過而力量小的人抽不過而產(chǎn)生測(cè)量誤差。況且用塞尺測(cè)量法檢測(cè)徑向游隙的判定準(zhǔn)則歧義較多，表現(xiàn)有：

1）用較大的一個(gè)塞尺試塞外圈與每列滾子之間的間隙，當(dāng)有3個(gè)滾子處的間隙能通過塞尺，其余不能通過時(shí)，該塞尺厚度定為被測(cè)軸承的最大徑向游隙；用較小的一個(gè)塞尺試塞外圈與每列滾子之間的間隙，當(dāng)3個(gè)滾子處的間隙不能通過塞尺，其余能通過時(shí)，該塞尺厚度定為被測(cè)軸承的最小徑向游隙［1］。

2）調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測(cè)量，一般是采用塞尺進(jìn)行，塞尺的選用按照軸承的徑向游隙的大小確定。以游隙的最大值和最小值各選一片塞尺，厚的等于產(chǎn)品的最大極限尺寸（不過端），薄的等于產(chǎn)品的最小極限尺寸（過端），用它們測(cè)量產(chǎn)品的徑向游隙時(shí)，將塞片插入滾子與外滾道間轉(zhuǎn)動(dòng)套圈和滾子保持架組件一周，在連續(xù)3個(gè)滾子上能通過，而在其余滾子上不能通過的塞片厚度為軸承的最大徑向游隙。在連續(xù)3個(gè)滾子上不能通過，而在其余滾子上能通過的塞片厚度為軸承的最小徑向游隙［2］。

3）大型、特大型圓柱滾子軸承和調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的檢查。這些軸承的徑向游隙允許使用塞尺檢查，軸承的最大和最小游隙按下述方法確定：（1）最大徑向游隙。用塞尺沿每列滾子和滾道圓周間隙測(cè)量時(shí)，在3個(gè)滾子上能通過，而在其余滾子上不能通過時(shí)的塞尺厚度為最大游隙。（2）最小徑向游隙。用塞尺沿每列滾子和滾道圓周間隙測(cè)量時(shí)，在3個(gè)滾子上不能通過，而在其余滾子上能通過時(shí)的塞尺厚度為最小游隙。由于用塞尺測(cè)量檢查徑向游隙具有一定的誤差。因此，所測(cè)得的最大和最小游隙，允許大于或小于規(guī)定極限數(shù)值的0.01 mm。而所測(cè)得的最大和最小游隙的算術(shù)平均值，即為該軸承的徑向游隙［3］。

上述這些介紹是目前我國(guó)關(guān)于用塞尺測(cè)量球面滾子軸承徑向游隙的一些相關(guān)規(guī)定。由這些規(guī)定我們知道，關(guān)于球面滾子軸承的徑向游隙塞尺測(cè)量法的不同定義存在著略微的差異——即滾子的“三過”和“三不過”是連續(xù)還是非連續(xù)的規(guī)定。正常的應(yīng)用中，我們通過理論分析認(rèn)為，對(duì)于中、小型的球面滾子軸承宜采用非連續(xù)判定，而對(duì)于大型的球面滾子軸承宜采用連續(xù)判定為好。

2.4 測(cè)量軸向游隙間接控制徑向游隙

球面滾子軸承的徑向游隙也可以通過測(cè)量軸向游隙間接控制徑向游隙。軸向游隙雖不能精確反映徑向游隙但可以近似反映徑向游隙。徑向游隙和軸向游隙的關(guān)系式是：

式中，Ga為軸承的軸向游隙，Gr為軸承內(nèi)圈在對(duì)角線上與外圈球面滾道之間的徑向游隙，α為軸承的接觸角，e值取決于軸承的接觸角α（e=1.5tanα）。

測(cè)量外徑小于150 mm的調(diào)心球面滾子軸承可采用X193、X194儀器進(jìn)行測(cè)量。但在測(cè)量外徑大于150 mm的調(diào)心球面滾子軸承時(shí)，需要用簡(jiǎn)易測(cè)量法進(jìn)行（外徑小于250 mm、大于150 mm的產(chǎn)品無法測(cè)量軸向游隙）。測(cè)量調(diào)心滾子軸承的軸向游隙雖然比較方便，但軸向游隙不能正確反映調(diào)心滾子軸承的內(nèi)部間隙情況，調(diào)心滾子軸承的軸向游隙除與軸承的徑向游隙有關(guān)外，還與軸承套圈的形狀和位置誤差有關(guān)。

由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)徑向游隙有最大、最小兩個(gè)極限值，又因?yàn)檩S承零件加工中的制造誤差，故計(jì)算出的軸向游隙也有大小兩個(gè)極限尺寸，在計(jì)算軸向游隙的最小值Gamin和最大值Gamax時(shí)，代入公式的Gr分別用Grmax和Grmin即可。

3 結(jié)論

為了對(duì)上述幾種測(cè)量方法進(jìn)行比較，我們用8個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 調(diào)心滾子軸承徑向游隙實(shí)驗(yàn)測(cè)量值 mm

由表1可知，用測(cè)量軸向游隙的方法控制徑向游隙存在一定的測(cè)量誤差，原因是受零件的形狀誤差影響。而其它測(cè)量方法測(cè)出的值，它們之間變化不大。各種方法間的區(qū)別是測(cè)量范圍、測(cè)量效率、勞動(dòng)強(qiáng)度的區(qū)別。在調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測(cè)量方法中，塞尺測(cè)量法是最簡(jiǎn)單、效率最高、適用范圍最廣的一種方法，測(cè)量精度完全可以滿足一般產(chǎn)品的測(cè)量應(yīng)用。游隙儀法是精度比較高的一種測(cè)量方法，適用于高精度的產(chǎn)品。

［1］ 陳龍.滾動(dòng)軸承應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［2］ 中國(guó)軸協(xié)職工教育委員會(huì).裝配制造技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［3］ 中國(guó)軸協(xié)職工教育委員會(huì).滾動(dòng)軸承檢測(cè)技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

（編輯：明 濤）

TH 133.33

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1002－2333（2014）04－0195－02

趙景周（1966—），男，工程師，從事軸承檢測(cè)、工藝、研究工作。

2014-02-21