調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測量

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）

調(diào)心球面滾子軸承徑向游隙的測量

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，針對調(diào)心球面滾子軸承在應(yīng)用中的主要問題——徑向游隙的檢測進行了介紹。

調(diào)心球面滾子軸承；徑向游隙；測量

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，針對調(diào)心球面滾子軸承在使用過程中出現(xiàn)的問題及爭議越來越多。為了推廣、普及調(diào)心球面滾子軸承的應(yīng)用，本文針對調(diào)心球面滾子軸承在應(yīng)用中的主要問題——游隙的檢測進行了探討。

在調(diào)心球面滾子軸承的應(yīng)用中，游隙是一個十分重要的參數(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出現(xiàn)并且是相對的，因此軸承的徑向游隙也呈兩個方向，其間的夾角為2α。這樣對于調(diào)心滾子軸承的徑向游隙測量較為困難，因為無法從某個方向單獨測量一列滾子與內(nèi)、外圈之間的徑向游隙，就只有簡單的從徑向同時測量兩列滾子的綜合徑向游隙，但這樣測量不夠準確。同時，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確測量增加了困難。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量是近似的測量，且測量效率低、測量精度低。在一般的應(yīng)用場合，游隙的測量精度對使用影響不大，但應(yīng)用于特殊精密場合時，就需要嚴格精確地測量徑向游隙。

圖1 調(diào)心球面軸承的結(jié)構(gòu)圖

2 測量方法

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

2.1 徑向游隙儀測量法

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

2.2 簡易平臺推量法

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

2.3 塞尺測量法

塞尺測量法是調(diào)心球面滾子軸承游隙檢測的主要方法。該方法操作簡單，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)實際的應(yīng)用中，常因測量人員的技能、測量人員的體質(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)生測量誤差。況且用塞尺測量法檢測徑向游隙的判定準則歧義較多，表現(xiàn)有：

1）用較大的一個塞尺試塞外圈與每列滾子之間的間隙，當有3個滾子處的間隙能通過塞尺，其余不能通過時，該塞尺厚度定為被測軸承的最大徑向游隙；用較小的一個塞尺試塞外圈與每列滾子之間的間隙，當3個滾子處的間隙不能通過塞尺，其余能通過時，該塞尺厚度定為被測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量，一般是采用塞尺進行，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），用它們測量產(chǎn)品的徑向游隙時，將塞片插入滾子與外滾道間轉(zhuǎn)動套圈和滾子保持架組件一周，在連續(xù)3個滾子上能通過，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量時，在3個滾子上能通過，而在其余滾子上不能通過時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量時，在3個滾子上不能通過，而在其余滾子上能通過時的塞尺厚度為最小游隙。由于用塞尺測量檢查徑向游隙具有一定的誤差。因此，所測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關(guān)于用塞尺測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為，對于中、小型的球面滾子軸承宜采用非連續(xù)判定，而對于大型的球面滾子軸承宜采用連續(xù)判定為好。

2.4 測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儀器進行測量。但在測量外徑大于150 mm的調(diào)心球面滾子軸承時，需要用簡易測量法進行（外徑小于250 mm、大于150 mm的產(chǎn)品無法測量軸向游隙）。測量調(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)。

由于國家標準徑向游隙有最大、最小兩個極限值，又因為軸承零件加工中的制造誤差，故計算出的軸向游隙也有大小兩個極限尺寸，在計算軸向游隙的最小值Gamin和最大值Gamax時，代入公式的Gr分別用Grmax和Grmin即可。

3 結(jié)論

為了對上述幾種測量方法進行比較，我們用8個型號的產(chǎn)品做了對比實驗，實驗結(jié)果如表1。

表1 調(diào)心滾子軸承徑向游隙實驗測量值 mm

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

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

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

［3］ 中國軸協(xié)職工教育委員會.滾動軸承檢測技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

（編輯：明 濤）

TH 133.33

B

1002－2333（2014）04－0195－02

趙景周（1966—），男，工程師，從事軸承檢測、工藝、研究工作。

2014-02-21