角接觸球軸承組配與凸出量測量方法

徐濱獻(xiàn)，胡 平，劉昊揚(yáng)

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江 哈爾濱150036；2.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 實(shí)驗(yàn)技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱 150025）

1 前言

通常角接觸球軸承被成對安裝來承受徑向與軸向聯(lián)合負(fù)荷，也可以承受徑向和任意方向的單向負(fù)荷。在機(jī)械行業(yè)普遍使用兩個(gè)或兩個(gè)以上相同型號(hào)的角接觸球軸承組合在一起的雙聯(lián)和多聯(lián)組配軸承。組配角接觸球軸承使用時(shí)，用施加載荷的方法使軸承滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈滾道之間產(chǎn)生一定的預(yù)變形，來增加軸承的剛度，提高軸的旋轉(zhuǎn)精度、降低軸的振動(dòng)、延長軸承的使用壽命。由生產(chǎn)企業(yè)專門設(shè)計(jì)制造的角接觸球軸承組配時(shí),要按規(guī)定的預(yù)載荷測量單套軸承端面凸出量,再按“滾動(dòng)軸承 組配角接觸軸承技術(shù)條件”的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行組配就可供用戶使用，無需使用調(diào)整墊片即能獲得預(yù)定的軸向游隙和載荷。對組配角接觸球軸承凸出量的測量，不同生產(chǎn)條件采用過不同方法。

2 角接觸球軸承的組配

2.1 成對軸承組配方式和特性

根據(jù)組配軸承在預(yù)載荷作用下相互靠攏的端面不同，成對組配的角接觸球軸承有三種排列組合方式，見圖1 。

圖1 雙聯(lián)角接觸球軸承三種排列組合方式

表1 成對組配角接觸球軸承的不同組合方式及特點(diǎn)

成對組配角接觸球軸承的不同組合方式及特點(diǎn)見表1。

成對組配的角接觸球軸承組合和測量方法的分析適用多聯(lián)軸承。

2.2 組配過程

2.2.1 在生產(chǎn)線上角接觸球軸承的組配過程

（1） 對單個(gè)角接觸球軸承內(nèi)、外套圈經(jīng)過驗(yàn)收清洗和分選進(jìn)入配套過程。

（2） 對組配的單個(gè)角接觸球軸承配套時(shí)，要先進(jìn)行預(yù)配套，在軸承裝配前按可能加入最多鋼球合套，用測量附件分球，在預(yù)配套狀態(tài)，用負(fù)荷測量力F0測量單個(gè)軸承凸出量，再根據(jù)組配要求確定被修磨端面修磨量，使軸承凸出量相互匹配。

（3） 將角接觸球軸承外套加熱后與其他配件組合。組合后進(jìn)行清洗。

（4） 組裝成套的角接觸球軸承要按成品規(guī)定的預(yù)負(fù)荷Fe進(jìn)行凸出量測量并作記錄，要按成品技術(shù)條件要求進(jìn)行成品檢查和接觸角的測量并作記錄，然后按“組配角接觸球軸承技術(shù)條件”進(jìn)行組配。經(jīng)成品檢查驗(yàn)收后涂油包裝入庫。

2.2.2 單套成品角接觸球軸承的組配過程

單套成品角接觸球軸承是已經(jīng)經(jīng)過驗(yàn)收清洗和分選配套的軸承，在組配時(shí)要按組配成品規(guī)定的預(yù)負(fù)荷Fe進(jìn)行凸出量測量并作記錄，根據(jù)要求確定修磨端面的修磨量，使軸承凸出量相互匹配，修磨端面后進(jìn)行成品清洗。然后按“組配角接觸球軸承技術(shù)條件”進(jìn)行組配，經(jīng)成品檢查驗(yàn)收后涂油包裝入庫。

3 凸出量的測量方法

圖2 氣動(dòng)測量原理圖

角接觸球軸承的凸出量是指對單個(gè)軸承施加預(yù)載荷后，軸承同一端面處內(nèi)圈端面凸出外圈端面的距離。內(nèi)圈端面凸出時(shí)凸出量為“＋”值、凹進(jìn)時(shí)為“－”值。角接觸球軸承凸出量是影響軸承使用性能的重要參數(shù)，凸出量值的測量是組配過程必要的程序，需配置專門儀器進(jìn)行測量。對不同類型的組配軸承，不同條件下可有不同的凸出量測量方法，通常角接觸球軸承凸出量有如下測量方式。

3.1 氣動(dòng)加壓測量

大批量生產(chǎn)組配角接觸球軸承的廠家大都采用氣動(dòng)加壓測量方法，如圖2 所示。測量凸出量要經(jīng)過以下基本步驟。

（1） 將氣源打開、電源合閘，按需要的工作狀態(tài)調(diào)整好各氣路元件，將基準(zhǔn)件裝入心軸進(jìn)入測量位置，施加所需負(fù)荷，調(diào)整好測量表基準(zhǔn)值后，取下基準(zhǔn)件。

（2） 將被測軸承裝入心軸，以外圈基準(zhǔn)端面定位，在內(nèi)圈下端面施加規(guī)定的垂直端面的軸向力（即測量負(fù)荷）。

（3） 測量內(nèi)圈非基準(zhǔn)端面對外圈基準(zhǔn)端面相對高度差，通過旋轉(zhuǎn)主軸測出凸出量的最大值和最小值。

圖3 杠桿測量原理圖

3.2 杠桿加壓測量

少量生產(chǎn)或小型組配角接觸球軸承的廠家多采用杠桿加壓測量方法，如圖3 所示。測量凸出量要經(jīng)過以下基本步驟。

（1） 按測量負(fù)荷調(diào)整配重位置，將基準(zhǔn)件裝入心軸進(jìn)入測量位置，啟動(dòng)杠桿施加所需負(fù)荷，調(diào)整好測量表基準(zhǔn)值后，取下基準(zhǔn)件。

（2） 將被測軸承裝入心軸，以外圈基準(zhǔn)端面定位，在內(nèi)圈下端面由杠桿施加垂直端面的軸向力（即測量負(fù)荷）。

（3） 測量內(nèi)圈非基準(zhǔn)端面對外圈基準(zhǔn)端面相對高度差，通過旋轉(zhuǎn)心軸測出凸出量的最大值和最小值。

測量的軸承凸出量值要按編號(hào)記錄，供軸承組配使用。

3.3 代用儀器測量

偶爾生產(chǎn)組配角接觸球軸承的廠家在不具備測量儀器的情況下，常常采用代用儀器測量，測量方法如圖4所示。某廠在加工一種較大型串聯(lián)組配角接觸球軸承時(shí)就采用代用儀器進(jìn)行凸出量測量，方法如下。

（1）將基準(zhǔn)件裝入儀器定位心軸進(jìn)入測量位置，調(diào)整好測量表使基準(zhǔn)值指針為0，取下基準(zhǔn)件。

圖4 代用儀器測量原理圖

（2） 將被測軸承裝入定位心軸，以內(nèi)圈下端面定位，在外圈基準(zhǔn)端面施加垂直端面的軸向力（即測量負(fù)荷套），以外圈非基準(zhǔn)端面為測量點(diǎn)，通過旋轉(zhuǎn)心軸測出凸出量的最大值和最小值。

（3） 測量內(nèi)圈非基準(zhǔn)端面對外圈基準(zhǔn)端面相對高度差f。

（4）內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對外圈非基準(zhǔn)端面相對凸出量δ=C+f-B。

采用代用儀器測量軸承凸出量時(shí)，代用儀器可用改進(jìn)后的端擺儀器或高度測量儀。

4 結(jié)束語

組配角接觸球軸承是精密機(jī)床主軸、高速電主軸、精密儀器軸系等高精度軸系大量采用的軸承，軸承組件的加工、組配比通常單體軸承有其特殊要求。認(rèn)真有效執(zhí)行以上的組配方法和凸出量測量方法，就能保證成品軸承達(dá)到“組配角接觸球軸承技術(shù)條件”要求，滿足日益擴(kuò)大的用戶需求。