重載荷復(fù)雜結(jié)構(gòu)雙列角接觸球軸承凸出量的測量

曲紅利，劉輝軍，閆繼山，劉友國

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471009)

1 軸承結(jié)構(gòu)簡介

某型雙列角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示，外形尺寸D×d×C為φ200 mm×φ120 mm×70 mm，在預(yù)載荷F1=250 N時裝配高T為(70±0.02) mm。

圖1 某型號軸承結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，產(chǎn)品要求在預(yù)載荷F=24 500 N時，分別測量三點(diǎn)接觸列內(nèi)側(cè)半內(nèi)圈端面與外圈大端面的距離f2和角接觸列內(nèi)圈內(nèi)側(cè)端面與外圈大端面的距離f1，并保證兩者差值(f2-f1)的范圍為0～0.008 mm，其中內(nèi)圈寬度為B，雙半內(nèi)圈寬度為2B1。

圖2 凸出量測量示意圖

JB/T 10186—2010《滾動軸承 組配角接觸球軸承 技術(shù)條件》中將軸承凸出量定義為：對軸承施加預(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。則f2，f1和T均與凸出量有關(guān)。

有凸出量要求的一般為單列球軸承，單套軸承測量組配面凸出量，然后成對或三聯(lián)、多聯(lián)組配?，F(xiàn)有凸出量測量儀大多為氣動加載方式，所加載荷及測量范圍有限，內(nèi)徑120 mm軸承進(jìn)行凸出量檢測時所加最大載荷一般為3 250 N，此軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量載荷大,測量項(xiàng)目多且計算復(fù)雜,精度要求高，為國內(nèi)少見。

2 測量原理

針對該雙列角接觸球軸承，選擇自主研制的M804凸出量測量儀進(jìn)行測量，測量原理如圖3所示，裝配高T與f1的測量原理相同，只是所加載荷由24 500 N變?yōu)?50 N。

圖3 凸出量測量原理圖

M804凸出量測量儀采用液壓加載方式，加載范圍大且穩(wěn)定可靠，測量精度高，重復(fù)測量精度可達(dá)0.001 mm。液壓缸直徑為160 mm，穩(wěn)定加載范圍為0～2.2 MPa，即可加載0～44.2 kN。其中，測量過程中的24 500和250 N載荷對應(yīng)的加載值分別為1.22和0.012 MPa。

M804的加壓方式由下而上：即芯軸臺支承軸承內(nèi)圈，壓盤加在外圈進(jìn)行加載，凸出量儀表放置在內(nèi)圈端面的量盤中間，測量軸承上表面內(nèi)、外圈端面中心部位的落差。

3 專用測量附件

由于該雙列角接觸球軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需根據(jù)M804儀器平臺與儀表架之間的最大高度、產(chǎn)品外形尺寸和測量原理綜合設(shè)計專用附件。

根據(jù)圖3所示測量原理，測量f2時所需附件為壓盤(高度76 mm)、量盤(高度40 mm)、芯軸(有效高度25 mm)和對零標(biāo)準(zhǔn)件(高度為軸承總高70 mm的1/2)；測量f1時所需附件為壓盤(高度49 mm)、量盤(高度21 mm)、芯軸(有效高度40 mm)、對零標(biāo)準(zhǔn)件(高度為軸承總高70 mm)和標(biāo)準(zhǔn)高度圈(高度35 mm，鑒定實(shí)測值尺寸公差)。各附件實(shí)物如圖4所示。

1—壓盤；2—芯軸；3—對零標(biāo)準(zhǔn)件；4—標(biāo)準(zhǔn)高度圈；5—量盤圖4 凸出量測量附件實(shí)物圖

因凸出量測量要求嚴(yán)格，專用測量附件亦要求高精度，所有高度標(biāo)準(zhǔn)件、量盤等附件的平行差、平面度均要求小于0.001 mm，芯軸等附件的垂直差要求小于0.01 mm。按照以上尺寸、精度加工的測量附件，才能保證產(chǎn)品在測量過程中能有足夠的空間取放，不與產(chǎn)品干涉，并保證測量的精度要求。

4 凸出量的測量和計算

根據(jù)凸出量測量原理，使用專用測量附件對產(chǎn)品進(jìn)行凸出量測量。先測量f2，再測量f1，修磨內(nèi)圈非基面使(f2-f1)滿足0～0.008 mm，最后測量裝配高T。具體測量過程如下：

1)測量f2，根據(jù)對零標(biāo)準(zhǔn)件對零后獲得測量值，則f2=2B1-測量值(帶正、負(fù)號)。因修磨的是內(nèi)圈非基準(zhǔn)面，所以修磨前后f2的檢測數(shù)值不變，檢測一遍即可。

2)測量f1，根據(jù)對零標(biāo)準(zhǔn)件對零后，在產(chǎn)品上添加標(biāo)準(zhǔn)高度圈(鑒定值：35 mm+0.002 mm)測量，則f1=標(biāo)準(zhǔn)高度圈鑒定值-測量值(帶正、負(fù)號)。

3)測量T，(f2-f1)修磨合格后，T=B+標(biāo)準(zhǔn)高度圈鑒定值(35 mm+0.002 mm)-測量值(帶正、負(fù)號)。由于該測量值在(f2-f1)修磨合格后不變化，因此計算后裝配高T與標(biāo)準(zhǔn)值的差值即為內(nèi)圈基準(zhǔn)面所需修磨量，根據(jù)該值修磨內(nèi)圈基準(zhǔn)面后即可得到滿足測量精度的裝配高。

測量時，每項(xiàng)測量3次后取平均值，實(shí)際測量中重復(fù)性誤差只有0.001 mm，套圈的寬度公差也取平均值，且兩端面間平行差控制在0.002 mm以內(nèi)，因此測量完全能夠達(dá)到產(chǎn)品精度要求。具體測量和計算見表1和表2。

表1 f2和f1的測量計算 mm

表2 T的測量及內(nèi)圈寬度B的修磨 mm

5 結(jié)束語

根據(jù)需測量產(chǎn)品的外形尺寸和凸出量要求，利用自主研制的可施加重載荷的M804液壓凸出量測量儀確定了凸出量的測量原理及計算方法，設(shè)計了高精度、結(jié)構(gòu)合理的專用測量附件，對重載荷復(fù)雜結(jié)構(gòu)雙列角接觸球軸承進(jìn)行測量，并根據(jù)計算結(jié)果對內(nèi)圈端面進(jìn)行修磨，使產(chǎn)品滿足了凸出量要求。此種測量原理和方法適用于各種載荷下雙列角接觸軸承的凸出量測量和計算，只是需要根據(jù)軸承外形尺寸設(shè)計專用測量附件，另外，由于凸出量測量的各項(xiàng)要求不同，計算方法也有所變動。