350000D1型雙列圓錐滾子軸承軸向游隙的選配方法

劉鋒

(甘肅海林中科科技股份有限公司 技術(shù)中心，甘肅 天水 741018)

符號說明

B1，B2——內(nèi)圈寬度，mm

C——外圈寬度，mm

Ga——軸承軸向游隙，mm

T——軸承實(shí)際寬度，mm

T0——無軸向游隙時(shí)的軸承寬度，mm

Ta，Tb——內(nèi)組件分別與外圈合套后的軸承寬度，mm

Ta1，Tb1——內(nèi)組件有效寬度，mm

Ta2，Tb2—— 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)組件分別與外圈合套后的軸承寬度，mm

TH1，TH2，TH3，TGa——ΔH1，ΔH2，ΔH3，Ga的公差

ΔB1s，ΔB2s——內(nèi)圈單一寬度偏差，mm

ΔCs——外圈單一寬度偏差，mm

ΔTa1s，ΔTb1s——內(nèi)組件的實(shí)際有效寬度偏差，mm

ΔTa2s，ΔTb2s——標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)組件分別與外圈合套后的軸承寬度偏差，mm

ΔT0s——無軸向游隙時(shí)軸承寬度偏差，mm

ΔTs——軸承實(shí)際寬度偏差，mm

ΔH1，ΔH2——外圈為標(biāo)準(zhǔn)外圈時(shí)，成套軸承內(nèi)、外圈端面寬度差的尺寸偏差，mm

ΔH3——內(nèi)組件為標(biāo)準(zhǔn)件且游隙為0時(shí)軸承的實(shí)際有效寬度偏差，mm

由于350000D1型雙列圓錐滾子軸承沒有內(nèi)隔圈，一般采用更換內(nèi)組件或修磨內(nèi)圈小端面的方法調(diào)整軸向游隙。對于小批量生產(chǎn)，可以通過修磨內(nèi)圈小端面調(diào)整軸向游隙；而對于大批量生產(chǎn)，此方法生產(chǎn)效率極低，且由此產(chǎn)生的殘磁及清潔度問題也對軸承質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，通常采用選配法配出合格的軸向游隙。

1 基本公式

如圖1所示，無軸向游隙時(shí)350000D1軸承實(shí)際寬度為

圖1 雙列圓錐滾子軸承各寬度參數(shù)測量示意圖

T0=Ta+Tb-C。

由文獻(xiàn)[1]將350000D1軸承軸向游隙計(jì)算式變?yōu)?/p>

Ga=B1+B2-T0，

用尺寸偏差表示為

Ga=ΔTs-ΔT0s=ΔB1s+ΔB2s-ΔT0s=ΔB1s+

ΔB2s-(ΔTas+ΔTbs-ΔCs) =ΔB1s+ΔB2s-

(ΔTa1s+ΔTa2s+ΔTb1s+ΔTb2s-ΔCs)=(ΔB1s-ΔTa1s)+

(ΔB2s-ΔTb1s)-(ΔTa2s+ΔTb2s-ΔCs)。

(1)

由于ΔH1=(ΔB1s-ΔTa1s)，ΔH2=(ΔB2s-ΔTb1s)，ΔH3=(ΔTa2s+ΔTb2s-ΔCs),TH1=ΔH1max-

ΔH1min，TH2=ΔH2max-ΔH2min，TH3=ΔH3max-ΔH3min，

TGa=Gamax-Gamin，

則

Ga=ΔH1+ΔH2-ΔH3，

(2)

TGa=TH1+TH2+TH3，

(3)

(2)式為軸承軸向游隙選配的理論計(jì)算式，(3)式為其公差的計(jì)算式。

軸向游隙Ga在如圖2所示的尺寸鏈中為封閉環(huán)，封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和，由于雙列圓錐滾子軸承軸向游隙的公差一般為0.05～0.10 mm，如此小的公差再分配到3個(gè)組成環(huán)ΔH1，ΔH2，ΔH3，在實(shí)際生產(chǎn)中非常難以實(shí)現(xiàn)，而且也不經(jīng)濟(jì)，為了滿足軸向游隙的要求，可以通過選配法來實(shí)現(xiàn)。

圖2 選配法下軸向游隙尺寸鏈

在配制游隙時(shí)，將ΔH1，ΔH2，ΔH3分別分組，設(shè)每組的分組公差分別為δH1，δH2，δH3，根據(jù)分組連續(xù)性的條件得[2]

δH1+δH2-δH3=0，

(4)

因?yàn)棣1，ΔH2，ΔH3連續(xù)分組的組數(shù)相同，則

TH1+TH2-TH3=0。

(5)

設(shè)ΔH1，ΔH2，ΔH3的第j個(gè)分組的左分點(diǎn)分別為ΔH1j，ΔH2j，ΔH3j，則連續(xù)分組的分點(diǎn)方程為

ΔH1j+ΔH2j-ΔH3j=Gm，

(6)

2 各組件的工序間控制

在實(shí)際配套前，首先需確定ΔH1，ΔH2，ΔH3。其中雙列圓錐滾子軸承內(nèi)組件的實(shí)際有效寬度偏差ΔTa1s，ΔTb1s可按單列圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)，兩內(nèi)圈單一寬度偏差ΔB1s，ΔB2s一般取對稱公差,則通過公式ΔH1=(ΔB1s-ΔTa1s)，ΔH2=(ΔB2s-ΔTb1s)就可確定ΔH1，ΔH2；由于TH1，TH2已確定，通過(5)式可確定TH3，再根據(jù)(6)式確定ΔH3的下偏差，即可最終確定ΔH3。

下面舉例說明，設(shè)某雙列圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)寬度偏差ΔTs=±0.200 mm，Ga=0.15～0.20 mm，考慮到存在的測量誤差，將ΔH1，ΔH2，ΔH3的分組公差進(jìn)行壓縮，實(shí)際游隙按0.155～0.195 mm配制。根據(jù)工廠制造水平，取ΔCs的上偏差為0,下偏差為-0.05 mm；ΔTa1s，ΔTb1s的上偏差為+0.06 mm，下偏差為0；ΔB1s的上偏差為0，下偏差為-0.04 mm;ΔB2s的上偏差為+0.04 mm，下偏差為0。則可計(jì)算出Gm=0.175 mm；ΔTs=±0.04 mm；ΔH1的上偏差為0，下偏差為-0.10 mm；ΔH2的上偏差為+0.04 mm,下偏差為-0.06 mm。取δH1=δH2=0.01 mm，δH3=0.02 mm，根據(jù)(5)和(6)式得ΔH3的上偏差為-0.135 mm，下偏差為-0.335 mm，即工序間雙列圓錐滾子軸承外圈的加工必須保證ΔH3在此偏差范圍內(nèi)才能滿足最高合套率條件，由ΔH3=(ΔTa2s+ΔTb2s-ΔCs)可以方便地推出外圈滾道直徑尺寸偏差。

3 選配方法

3.1 ΔH1，ΔH2的測量方法

由于ΔH1=(ΔB1s-ΔTa1s)，ΔH2=(ΔB2s-ΔTb1s)，而單列圓錐滾子軸承內(nèi)組件的實(shí)際有效寬度偏差與外圈基本尺寸無關(guān)，為了提高測量效率及準(zhǔn)確性，可設(shè)計(jì)加工一標(biāo)準(zhǔn)外圈，令其與內(nèi)組件組合后的單列圓錐滾子軸承有效寬度Ta1s=B1+K，Ta2s=B2+K(K取1或2等較小正整數(shù))，并按圖3所示加工一載荷體。測量時(shí)如圖3a所示將內(nèi)組件置于載荷體上(此時(shí)內(nèi)圈大端面與載荷體內(nèi)側(cè)平臺接觸)，然后將測頭置于內(nèi)圈小端面上并將長、短表針對零點(diǎn)；再按圖3b所示將載荷體置于標(biāo)準(zhǔn)外圈上(此時(shí)外圈大端面與載荷體外側(cè)平臺接觸)，將測頭置于載荷體上端面中部，則長表針讀數(shù)的相反數(shù)即為所測值。按上述方法對ΔH1，ΔH2逐一測量，并按0.01 mm的公差進(jìn)行分組。若標(biāo)準(zhǔn)外圈加工有誤差，則要對測量值進(jìn)行修正，但要注意修正方向。

圖3 ΔH1，ΔH2測量示意圖

3.2 ΔH3的測量方法

由于ΔH3=(ΔTa2s+ΔTb2s-ΔCs)，則可按外圈半錐角設(shè)計(jì)加工出上、下標(biāo)準(zhǔn)錐體，并計(jì)算出其與寬度及滾道尺寸偏差均為0的假想雙列標(biāo)準(zhǔn)外圈組合后的總寬度值，并以此值將長短表針對零點(diǎn)。按圖4所示將軸承外圈與2標(biāo)準(zhǔn)錐體組合(注意組合后2標(biāo)準(zhǔn)錐體小端面之間必須有間隙)并左右旋轉(zhuǎn)使其充分接觸，將測頭置于上標(biāo)準(zhǔn)錐體端面中部，這時(shí)長表針讀數(shù)即為所測值。按上述方法對每個(gè)外圈的ΔH3逐一測量，并按0.02 mm的公差進(jìn)行分組。

圖4 ΔH3測量示意圖

3.3 合套

將分組合格的內(nèi)組件及外圈按表1進(jìn)行合套，由于對分組公差進(jìn)行了壓縮，則合套后軸承的軸向游隙符合產(chǎn)品要求并有一定的保險(xiǎn)量。

表1 配套表 mm

4 結(jié)束語

350000D1型雙列圓錐滾子軸承軸向游隙的選配方法，由于不需配磨內(nèi)圈小端面，從而極大地提高了生產(chǎn)效率，但用此方法配制軸向游隙時(shí)應(yīng)注意以下問題：

(1)工序間可以適當(dāng)壓縮ΔH1，ΔH2，ΔH3的公差，以減少分組數(shù)，提高合套率。

(2)軸向游隙是通過配套產(chǎn)生的，因此雙列圓錐滾子軸承實(shí)際寬度偏差可以事先設(shè)計(jì)出來，此方法可大大壓縮其實(shí)際寬度公差，對實(shí)際寬度公差要求較嚴(yán)的產(chǎn)品具有較高的意義。

(3)載荷體加工時(shí)要特別注意內(nèi)、外臺的平面度及內(nèi)、外臺與測量平面的平行度；標(biāo)準(zhǔn)外圈及上、下標(biāo)準(zhǔn)錐體的角度加工要精確，并要定期鑒定，如有磨損應(yīng)及時(shí)修正相關(guān)對表尺寸。

(4)測量ΔH1，ΔH2時(shí)要注意讀數(shù)方向。