雙半內圈角接觸球軸承徑向游隙測量方法的改進

李桂云，王運濱

（哈爾濱軸承集團公司 質量管理部,黑龍江哈爾濱150036）

1 前言

隨著軸承應用場合的不同，軸承形狀與種類越來越多，有些軸承的內圈是兩半的。有一種雙半內圈角接觸球軸承，在測量其精度時要先把軸承兩內圈固定，視為一個整體。為了保證軸承質量，軸承游隙被確定為主要檢測項目，制造軸承時在軸承套圈與滾動體之間要預留適當的間隙，以防止軸承在安裝過程中因過盈配合的脹縮以及運轉中因軸承溫升的熱脹而影響軸承正常運轉。

2 雙半內圈角接觸球軸承的結構特點

雙半內圈角接觸球軸承的內圈是兩個半圈，且外圈還帶有凸緣。該類軸承屬于三點角接觸球軸承，其結構如圖1所示。

圖1 雙半內圈軸承結構圖

三點角接觸球軸承是指在未承受軸向力時鋼球與外圈、雙內半圈形成三點接觸，而在工作中承受軸向力時鋼球與外圈、一內半圈形成二點接觸。軸承在工作中要避免造成多點接觸而發生失效，徑向游隙是關鍵，因此，規定了最小徑向游隙值。在航空發動機主軸上一般選擇三點角接觸球軸承，這樣可以減小軸系受外力作用時的竄動量，維持軸系的平穩、正常運轉，三點角接觸球軸承可承受雙向軸向載荷。

游隙是滾動軸承配合的一個重要技術參數，由內、外圈溝徑和鋼球選配決定，且直接影響軸承的振動、噪音、使用壽命和機械運轉精度等技術性能。軸承在高溫下工作，其各零件尺寸都發生了變化，與軸承相配合的軸和殼體尺寸也都發生了變化，它們之間相互作用，從而最終影響到軸承的徑向游隙。對雙半內圈軸承游隙要求很高，游隙過小，軸承旋轉時摩擦發熱，溫升高，產生熱軸現象，甚至使軸承在運轉中發生咬死現象；游隙過大，軸承運轉時易發生軸向或徑向竄動，且噪音大，使軸承壽命縮短。在制造過程中，該類軸承的徑向游隙是必檢項目。

3 儀器改進前徑向游隙的測量方法

軸承的徑向游隙是指將軸承的內圈固定，使外圈從一個徑向極限位置移動到相反的徑向極限位置，移動的距離就是徑向游隙值。

由于雙半內圈角接觸球軸承的內圈是兩半的，在測量時，必須把軸承的兩內圈先固定在一起，形成一個整體，達到可視為一個套圈的狀態，然后對其測量。測量方法如圖2所示。

圖2 改進前徑向游隙測量方法

將測量心軸2插入儀器架體的孔內，手柄座8通過螺紋與心軸相連，選擇與被測軸承內徑尺寸相同襯套，先將被測軸承5放在襯套上，然后使襯套與被測軸承一起放在測量心軸上，根據被測軸承的內外徑尺寸選擇合適的擋板6，將擋板插入心軸的卡槽內，通過扳動手柄7，帶動手柄座轉動，從而使心軸向左移動，心軸帶動擋板將被測軸承兩半內圈固定，使兩半內圈形成一個整體。被測軸承外圈從一個極限位置移到相反的極限位置，移動的距離就是被測軸承的徑向游隙值，即測量儀表4反映的兩次數值之差就是徑向游隙值。

4 儀器改進后徑向游隙的測量方法

由于雙半內圈角接觸球軸承的內圈是兩半的，在測量時，必須把軸承的兩內圈先固定在一起，形成一個整體，達到可視為一個套圈的狀態，然后對其測量，測量方法如圖3所示，將測量心軸2插入儀器架體1的孔內，并用緊固螺釘8將測量心軸緊固在儀器架體上，然后把被測軸承5放在襯套3上，使襯套與被測軸承一起放在測量心軸上，測量心軸內孔帶有螺紋，將緊固螺釘7擰入測量心軸的螺紋孔中，根據被測軸承的內外徑尺寸選擇合適的壓板6，將壓板插入緊固螺釘的階梯軸中，然后擰緊緊固螺釘，通過壓板將被測軸承內圈固定，使兩半內圈形成一個整體。被測軸承外圈從一個極限位置移到相反的極限位置，移動的距離就是被測軸承的徑向游隙值，即測量儀表4反映的兩次數值之差就是徑向游隙值。改進前由于測量心軸較長，在安裝被測軸承時比較麻煩，且結構復雜，測量效率低。

改進后裝卡被測軸承非常方便，結構簡單，測量效率高。

圖3 改進后徑向游隙測量方法

由于軸承套圈滾道形狀誤差、滾動體形狀誤差和滾動體尺寸差的存在，在軸承圓周的不同角度方向的徑向游隙可能是不一樣的，為了保證測量的徑向游隙值準確，一般需在外圈徑向方向間隔120°的三個不同位置處測量，取三次測量結果的平均值即是該軸承的徑向游隙值。

測量軸承徑向游隙時，應滿足以下技術要求：

(1)測量球軸承時，應使鋼球在內、外圈的溝道中處于自由狀態。

(2)被測軸承的內、外圈之間不應傾斜。

(3)內圈不得因測量載荷而產生徑向移動。

(4)內圈隨旋轉軸轉動盡可能是一整圈。

測量不同型號的軸承徑向游隙時，需換與其軸承內徑尺寸相一致的測量心軸和壓板，重新調整儀器，把被測軸承放在心軸上，用緊固螺釘將壓板壓在被測軸承內圈上，將軸承固定，重新對表進行測量。

5 結束語

雙半內圈角接觸球軸承主要應用在航空發動機主軸上，軸承質量的好壞直接影響發動機的性能和可靠性，特點是能承受較大的雙向推力載荷，也能承受一定的徑向載荷，由于軸承游隙是一項重要的技術指標，游隙合格與否直接影響軸承的精度和使用壽命。有了高精度軸承，才能保證機器向更高的轉速、更高的精度、更強功能以及更高性價比等方向發展。