周瑞萍，王學輝

（寶塔實業(yè)股份有限公司，寧夏 銀川 750021）

圓柱滾子軸承零件尺寸調(diào)整對旋轉(zhuǎn)靈活性的影響

周瑞萍，王學輝

（寶塔實業(yè)股份有限公司，寧夏 銀川 750021）

對于尺寸非標圓柱滾子軸承，根據(jù)套圈的配合情況，徑向游隙產(chǎn)生于過盈配合的套圈滾道與其對應的滾子組之間。根據(jù)安裝配合的過盈量，修正保持架兜孔中心徑尺寸，確保軸承安裝后滾動體回轉(zhuǎn)中心徑與保持架兜孔中心徑的值接近，軸承回轉(zhuǎn)靈活。

圓柱滾子軸承；過盈配合；徑向游隙；保持架兜孔中心徑

1 前言

通常，軸承套圈相對于載荷方向為旋轉(zhuǎn)或擺動的套圈，應選擇過盈配合或過渡配合。相對于載荷方向固定的套圈應選擇間隙配合；當受沖擊載荷或重載荷時，一般選擇過盈配合。選擇過盈配合會導致軸承游隙減小，應檢驗安裝后軸承的游隙是否滿足要求，以便正確選用配合及軸承游隙。

軸承游隙是軸承的一個重要技術(shù)參數(shù)，直接影響到軸承的載荷分布、振動、噪音、摩擦、使用壽命和機械運動精度等技術(shù)性能。軸承游隙的數(shù)值由《GB/T 4604.1—2012/ISO 5753-1:2009 滾動軸承 游隙 第1部分： 向心軸承的徑向游隙》作出了規(guī)定。根據(jù)設(shè)備使用工況，直接選取即可。

2 符號說明

D——軸承外徑或軸承座內(nèi)徑，mm；

Do——軸承座外徑，mm；

De——外圈滾道直徑，mm；

di——內(nèi)圈滾道直徑，mm；

Dw——滾子直徑，mm；

Dcp——保持架兜孔中心徑，mm；

Ew——滾子組外徑，mm；

Fw——滾子組內(nèi)徑，mm；

Gr——徑向游隙，mm；

△d——內(nèi)徑理論過盈量，mm；

△di——內(nèi)圈滾道因過盈配合而產(chǎn)生脹大量，mm；

△De——外圈滾道因過盈配合而產(chǎn)生收縮量 ，mm；

△D——外徑理論過盈量，mm。

3 問題分析與解決

我公司為某主機渦輪設(shè)備中配套的組合軸承為ZNUP 6/501.65，為一向心和推力組合軸承，承受徑向力的為一NU型單列圓柱滾子軸承，保持架兜孔為軸向鏜孔；承受軸向力的為雙列推力圓柱滾子軸承。該軸承裝機前，軸承游隙和旋轉(zhuǎn)精度均符合圖紙要求，裝機后發(fā)現(xiàn)向心軸承部分滾子不轉(zhuǎn)。從設(shè)備拆卸下來放置24h后測量游隙和旋轉(zhuǎn)精度，與裝機前差異不大。解體后測量套圈相關(guān)徑向尺寸，也符合圖紙要求。

從制造中未發(fā)現(xiàn)影響軸承滾子不轉(zhuǎn)的因素，然后從用戶安裝入手，查找原因。

3.1 與配合相關(guān)的尺寸

3.1.1 與主機相關(guān)尺寸

渦輪中徑φ771.76mm（相當于殼體外徑），

3.1.2 向心部分軸承的尺寸

滾子直徑φ15.875 mm，

滾子與兜孔間隙0.2～0.35mm。

3.2 計算分析

經(jīng)計算，外圈與殼體為過盈配合，理論過盈量為0.467～0.592 mm；內(nèi)圈與軸的配合理論過盈量為0～0.071mm。

則外圈滾道收縮量△De按式（1）計算，

內(nèi)圈滾道脹大量 按式（2）計算，

3.3 軸承游隙的實際加工

圓柱滾子軸承徑向間隙Gr由式（3）計算，

游隙的產(chǎn)生實質(zhì)是滾道公差和滾子公差累積的結(jié)果。通常情況下，圓柱滾子徑向游隙按式（4）或式（5）計算。

ⅰ）當外圈可互換時，

ⅱ）當內(nèi)圈可互換時，

根據(jù)式（1）計算外圈滾道收縮量近似為0.32～0.39mm；根據(jù)式（2）計算內(nèi)圈滾道脹大量約為0～0.03mm，可忽略影響；而滾子與保持架兜孔間隙為0.2～0.35mm。

通過分析計算，裝機后滾子回轉(zhuǎn)中心徑隨外圈滾道收縮而收縮，而保持架兜孔中心徑不變，致使?jié)L子與兜孔之間無間隙，滾子不轉(zhuǎn)。

實際軸承加工中，由于內(nèi)圈可分離，游隙是按式（5）得出的，即外圈滾道直徑和滾子直徑配出滾子組內(nèi)徑Fw，確保內(nèi)圈可以互換。

3.4 保持架中心徑計算

保持架兜孔中心徑用滾道直徑公稱值計算得出，公差統(tǒng)一為±0.05mm，基本不考慮軸承徑向游隙的影響。

實際設(shè)計中，軸承徑向游隙根據(jù)GB/T 4604.1選取，滾子與兜孔間隙按滾子公稱直徑選取，保持架中心徑公差統(tǒng)一為±0.05mm。

上述應用為特例，上述應用中，發(fā)現(xiàn)安裝配合對軸承滾道收縮或脹大有較大影響，致使?jié)L子回轉(zhuǎn)中心徑與保持架兜孔中心徑出現(xiàn)較大差異，致使?jié)L子與兜孔間隙減小或消失，滾動體不轉(zhuǎn)。尤其是尺寸非標的軸承，外形尺寸較大，而滾動體尺寸較小。軸承配合根據(jù)溫度和外界的載荷選取，確保旋轉(zhuǎn)的套圈不跑套。通常外形尺寸較大，過盈量也較大，滾動體與兜孔間隙根據(jù)滾子直徑查設(shè)計方法表格得到，所以，對于外形尺寸大、滾子尺寸小的軸承，兩者之間的不匹配導致裝機后影響滾子回轉(zhuǎn)。根據(jù)使用工況，有必要對保持架兜孔中心徑作出修正，在式（1）及式（2）的基礎(chǔ)上，計算套圈滾道脹大或收縮量，修正保持架兜孔中心徑尺寸。

3.5 修正后的保持架中心徑計算

（1）對軸承座及軸相關(guān)尺寸清楚，按式（7）計算。

（2）軸承為通用產(chǎn)品時，通常不了解軸承座及軸相關(guān)尺寸，外圈與軸承座、軸與軸承內(nèi)圈配合可參考配合等級[1]推薦配合，保持架中心徑按式（8）計算。

保持架中心徑公差仍為±0.05mm，保持架兜孔尺寸及公差仍按設(shè)計方法。

經(jīng)過對ZNUP 6/501.65更換向心部分的保持架，保持架中心徑較原來中心徑減小0.3mm，軸承檢測合格后裝機使用，滾子運轉(zhuǎn)正常。

對通用的圓柱滾子軸承，內(nèi)圈與軸為過盈配合，在加工配徑向游隙的過程中，若按設(shè)計方法，不修正保持架中心徑，徑向游隙產(chǎn)生于內(nèi)圈滾道與滾子組內(nèi)徑之間；若修正保持架中心徑，游隙按式（3）計算即可。

對專用的圓柱滾子軸承，要了解內(nèi)外圈配合，通過計算內(nèi)圈或外圈過盈量，修正保持架中心徑，尤其對于一些外形尺寸非標，外徑大，滾子直徑小，要按本文的要求設(shè)計，確保軸承裝機后，滾子自由旋轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

（1）對于外形尺寸符合《GB/T273.3 滾動軸承 向心軸承 外形尺寸總方案》的圓柱滾子軸承常規(guī)使用場合，套圈滾道直徑公差按現(xiàn)有的設(shè)計方法是合理的，保持架兜孔中心徑可以不做出調(diào)整。

（2）對于外形非標準的向心軸承，尤其要注意軸承外徑尺寸大，滾子直徑小，應根據(jù)過盈配合而導致套圈滾道收縮或脹大，修正保持架兜孔中心徑。

（3）通常軸承旋轉(zhuǎn)的套圈應有適當?shù)倪^盈配合，不旋轉(zhuǎn)的套圈采用過渡配合或間隙配合。游隙應由過盈配合的套圈滾道直徑和相應的滾子組直徑得出。

Inf l uence of cylindrical roller bearing parts size adjustment on rotation f l exibility

Zhou Ruiping,Wang Xuehui
( Pagoda Industry Co., Ltd.,Yinchuan 750021,China)

According to the f i t of ring, interference f i t comes from radial clearance between race of ring and rolling element for non-standard cylindrical roller bearing. Considering the value of interference f i t, the central diameter of cage pocket is corrected to ensure the rolling element’s rotation central diameter close to the cage pocket’ central diameter after the bearing installation,which lets the bearing rotation f l exible.

cylindrical roller bearing ;interference f i t; radial clearance tolerance; central diameter of cage pocket

TH133.33+2

A

1672-4852（2017）03-0010-02

2017-08-21.

周瑞萍（1982-），女，工程師.

（編輯：王立新）