雙列角接觸球軸承接觸角的測量

張亞軍，張滿千，徐敬賢

(1.杭州軸承試驗研究中心有限公司，杭州 310022；2.浙江五峰汽車軸承制造有限公司，浙江 新昌 312500)

接觸角是雙列角接觸球軸承的關鍵參數之一，對軸承的承載能力、載荷分布和剛性等性能影響很大。雙列角接觸球軸承2列接觸角的范圍很寬[1]，一般為15°～40°，其大小和對稱性直接影響使用壽命。由于影響接觸角的因素很多，生產上很難控制，因此是許多企業急于解決的問題。

在此，對套圈關鍵尺寸進行測量，利用主要參數的幾何關系計算實際接觸角，然后通過調整加工尺寸控制接觸角。另外，分析了各關鍵參數對接觸角的影響程度，以保證接觸角達到設計要求。

雙列角接觸球軸承的主要參數如圖1所示。根據圖中的幾何關系，有3種方法計算接觸角。

(1)內、外溝徑測量法。

軸承內、外溝徑分別為

F=Dpw-2ri+(2ri-Dw)cosα，

(1)

E=Dpw+2re-(2re-Dw)cosα，

(2)

則接觸角為

(3)

式中：Dpw為球組節圓直徑；ri為內溝曲率半徑；re為外溝曲率半徑；Dw為鋼球直徑。

圖1 雙列角接觸球軸承主要參數示意圖

(2)溝位置測量法。

軸承內、外溝心距分別為

Li=L-2(ri-Dw/2)sinα，

(4)

Le=L+2(re-Dw/2)sinα，

(5)

則接觸角為

(6)

式中：L為鋼球中心距。

(3)游隙測量法。

(7)

式中：Ga為軸向游隙；Gr為徑向游隙；A=re+ri-Dw。

以汽車輪轂軸承DAC38720236/33為例，對上述3種方法的效果進行對比分析。軸承基本尺寸為：內徑d=38 mm，外徑D=72 mm，寬度B=33 mm，單列球數Z=14，球徑Dw= 11.112 5 mm，球組節圓直徑Dpw=55 mm。使用PGI 820和JD25-C儀器測量的結果見表1。

表1 軸承DAC38720236/33的參數檢測數據 mm

根據表1的數據，使用3種方法計算的接觸角見表2。

表2 接觸角α的測量與計算結果對比

由表中數據可以得出：

(1)用溝徑計算的接觸角與儀器測量值比較接近，用溝心距計算的接觸角比儀器測量值小得多，而用游隙計算的接觸角比儀器測量值大。

(2)接觸角對游隙的變化比較敏感，接觸角受溝心距的影響較小。

(3)實際測量時，溝徑測量法相對準確，游隙測量法誤差較大，溝心距測量法的難度大。

綜上所述，控制接觸角首先要控制好游隙，另外可通過調整溝徑來保證接觸角。對接觸角的計算建議使用溝徑測量法，其結果更接近實測值。