大型深溝球軸承徑向游隙的測量

查榮明，白彩虹

大型深溝球軸承徑向游隙的測量

查榮明1，白彩虹2

（1.哈爾濱哈軸精密滾子制造有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱150036）

大型深溝球軸承外形尺寸大、質(zhì)量重，其徑向游隙在現(xiàn)有儀器上無法得到準(zhǔn)確的測量。根據(jù)該類軸承的特點(diǎn)與國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有測量儀器進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了加載裝置，使軸承按照規(guī)定的加載量進(jìn)行加載，保證了徑向游隙的準(zhǔn)確測值。此種測試方法使用方便、測量效率高。

大型深溝球軸承；徑向游隙；加載裝置；測量

1 前言

大型深溝球軸承，如圖 1 所示，一般指外徑尺寸超過280mm以上的軸承。由于大型軸承尺寸大，質(zhì)量重，與中、小型軸承的檢測方式存在一定差別，故其檢測工作有其特殊性。目前，我廠現(xiàn)有的X095A儀器，最大只能測量外徑尺寸280mm以內(nèi)的軸承，對(duì)外徑尺寸超過280mm以上的大型深溝球軸承，檢測軸承徑向游隙的方法還是一個(gè)空白，急需開發(fā)研制測量特大型深溝球軸承徑向游隙的方法。

圖1 大型深溝球軸承

2 大型軸承測量的特點(diǎn)

大型軸承的成品檢查，主要靠檢查零件來保證，裝配后一般不再檢查。游隙是滾動(dòng)軸承配合的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)，其大小是由內(nèi)、外圈溝徑和鋼球選配決定的，且直接影響軸承的振動(dòng)、噪音、使用壽命和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。游隙過小，會(huì)造成磨耗發(fā)熱，產(chǎn)生熱軸現(xiàn)象，甚至使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生咬死現(xiàn)象；游隙過大，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易發(fā)生軸向或徑向竄動(dòng)，且噪音大，使軸承壽命縮短。在制造過程中，大型深溝球軸承的徑向游隙是必檢項(xiàng)目。中、大型軸承徑向游隙都是在X095A上測量，但X095A的氣動(dòng)上、下加載力最大只能加到10×9.8N, 由于大型軸承自重較重，有些軸承外組件的重量已經(jīng)超過10×9.8N，測量過程中所施加的下加載力已無法將軸承完全頂起，這就導(dǎo)致此產(chǎn)品無法在X095A上正常測量徑向游隙，因此，必須重新設(shè)計(jì)一套加載裝置保證徑向游隙的測量，為以后開發(fā)研制大型軸承奠定測量基礎(chǔ)。

3 大型深溝球軸承徑向游隙的測量方法

軸承的徑向游隙是指將軸承的內(nèi)圈固定，使外圈從一個(gè)徑向極限位置移動(dòng)到相反的徑向極限位置，移動(dòng)的距離就是徑向游隙值。

由于行業(yè)上沒有測量大型軸承的徑向游隙儀器，一般都是采用手推法測量該軸承的徑向游隙，如圖 2 所示，即將被測軸承2的內(nèi)圈用壓板3通過緊固螺釘 4 固定在工作臺(tái)1上，測量儀表5的表尖置于外圈寬度中部的外表面上，在與指示儀表測桿相同的徑向方向上，對(duì)外圈反復(fù)施加足夠的徑向載荷，使外圈從一個(gè)極限位置移到另一個(gè)極限位置，外圈在徑向的移動(dòng)量通過測量儀表反映出來，測量儀表反映的最大值與最小值之差即為徑向游隙值Δ。為了保證測量的徑向游隙值準(zhǔn)確，一般應(yīng)在每隔120°的三個(gè)不同位置處測量三次徑向游隙值，取三次測量結(jié)果的平均值作為該軸承的徑向游隙值。測量時(shí)，由于被測軸承是水平放置，既不能保證鋼球處在溝底狀態(tài)，而且，還存在人為因素的影響，不同人員對(duì)同一被測軸承所施加的力也各不相同，測量出的徑向游隙值也有差異，導(dǎo)致測值不精確。

圖2 手推法測量徑向游隙的原理

為避免人為因素造成的測值不準(zhǔn)，對(duì)X095A儀器進(jìn)行了改造，在該儀器上設(shè)計(jì)了加載裝置，測量原理如圖3所示。將測量心軸2固緊在X095A儀器架體1的孔內(nèi)，把被測軸承4放在測量心軸上，并用緊固螺釘6通過壓板5將被測軸承內(nèi)圈固定，測量時(shí)，搬動(dòng)手柄使凸輪9將杠桿8頂起，下負(fù)荷不起作用，只有上負(fù)荷起作用，利用軸承自身重量作為上負(fù)荷進(jìn)行加載，上載荷力F上為壓在被測軸承上的上負(fù)荷塊7的重量加上軸承外組件的重量，其中，外組件的重量為軸承外套、保持器及鋼球的總重量。此時(shí)，在上負(fù)荷力的作用下，被測軸承外圈移向一個(gè)相反的徑向極限位置，測量儀表3反映出一次數(shù)值；再搬動(dòng)手柄將杠桿8落下，下負(fù)荷塊10通過杠桿的作用對(duì)被測軸承施加下載荷力F下，要想使被測軸承外圈移向另一個(gè)相反的徑向極限位置，下載荷力必須要大于上載荷力，且下載荷力必須是上載荷力的2倍，才能保證對(duì)被測軸承所施加的上、下載荷力相等，即F下=2F上。此時(shí)，測量儀表3又反映出一次數(shù)值，兩次數(shù)值之差就是被測軸承準(zhǔn)確的徑向游隙值。

圖3 改進(jìn)后的徑向游隙測量儀測量原理

規(guī)定測量載荷的目的是使測量中的軸承各零件相互處于正常接觸狀態(tài)，保證獲得穩(wěn)定測值?，F(xiàn)以6230為例，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定施加于該被測軸承的測量載荷量為15×9.8N。上載荷力F上為壓在被測軸承上的上負(fù)荷塊7的重量加上軸承外組件的重量，其中，外圈重量為5.83×9.8N、保持架重量為0.44 ×9.8N、鋼球總重量為2.19 ×9.8N，經(jīng)計(jì)算得出外組件的重量為8.46 ×9.8N，為獲得15×9.8N的上載荷力，必須要在被測軸承上再加上6.54 ×9.8N的上載荷塊的重量，F(xiàn)上=8.46×9.8N+6.54×9.8N=15×9.8N，才能保證加在被測軸承上的上載荷力F上為15×9.8N。上載荷力始終是加在被測軸承上的，下載荷力必須是上載荷力的2倍，才能保證對(duì)被測軸承所施加的上、下載荷力相等。采用下負(fù)荷加載裝置，選擇10 ×9.8N下載荷塊的重量，通過杠桿比3: 1算出施加在被測軸承上的下載荷力F下=3/1×10 ×9.8N=30 ×9.8N，即F下=2F上，30 ×9.8N下載荷力沖抵15×9.8N的上載荷力，使加在被測軸承上的純下載荷力仍為15×9.8N。被測軸承按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量載荷量加載，保證了大型深溝球軸承徑向游隙的測值準(zhǔn)確。

為了保證測量的徑向游隙值準(zhǔn)確，一般需在外圈徑向方向每隔120°的三個(gè)不同位置處測量三次，取三次測量結(jié)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(shí)，應(yīng)滿足以下技術(shù)要求。

（1）測量球軸承時(shí)，應(yīng)使鋼球在內(nèi)、外圈的溝道中處于自由狀態(tài)。

（2）被測軸承的內(nèi)、外圈之間不應(yīng)傾斜。（3）內(nèi)圈不得因測量載荷而產(chǎn)生徑向移動(dòng)。測量不同型號(hào)的軸承徑向游隙時(shí)，需換與其軸承內(nèi)徑尺寸相一致的測量心軸和壓板，重新調(diào)整儀器，重新對(duì)表進(jìn)行測量。

4 結(jié)束語

軸承游隙是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，游隙合格與否直接影響軸承的精度和使用壽命。大型深溝球軸承采用此種加載方式可準(zhǔn)確測出徑向游隙的具體數(shù)值，且使用方便，易于調(diào)整，也可在行業(yè)中推廣使用。

（編輯：鐘 媛）

Measurement on radial clearance of large deep groove ball bearing

Zha Rongming1,Bai Caihong2
(1.Harbin Hazhou Precision Roller Manufacturing Co.,Ltd.,Harbin 150036,China;2.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China)

With the features of large size and great weight, the radial clearance of large deep groove ball bearing couldn’t be measured accurately with current instrument. According to the features of this bearing and national standard, the current instrument was improved. The design of a loading device made bearing be loaded under stipulated loading amount, so that accurate measurement of radial clearance was guaranteed. This measuring method was convenient in use and effcient.

large deep groove ball bearing; radial clearance; loading device; measurement

TH 133.33+1

B

1672-4852（2015）01-0035-02

2015-03-09.

查榮明（1989 -），男，技師.