三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承端面不重復(fù)性誤差的分析

馬忠義，王一多，張海燕

（瓦房店軸承集團(tuán)有限公司 特種精密軸承分公司，遼寧 瓦房店116300）

三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承端面不重復(fù)性誤差的分析

馬忠義，王一多，張海燕

（瓦房店軸承集團(tuán)有限公司 特種精密軸承分公司，遼寧 瓦房店116300）

針對三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承不重復(fù)性誤差超過用戶需要的問題，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，該問題是由于推力滾道里外差偏大（0.03mm，公差規(guī)定0.04mm，沒有超差），使?jié)L子與外圈推力滾道的接觸面僅為30%引起的。對外圈推力滾道進(jìn)行了返修處理，使里外差控制在0.009mm以內(nèi)，滿足了用戶需要。

三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承；不重復(fù)性誤差；推力滾道里外差；滾子旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性；滾子軸向偏移

1 前言

內(nèi)、外圈端面跳動及內(nèi)、外圈徑向跳動是三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)精度非常重要的幾項檢測內(nèi)容。軸承旋轉(zhuǎn)精度數(shù)值的大小與軸承套圈端面、滾道、內(nèi)徑、外徑的加工精度息息相關(guān)。本文所要討論的一個檢測項目“端面不重復(fù)性誤差”對于三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承是一個全新的檢測項目，在以前從未涉及過，是用戶根據(jù)軸承的精度、不同的使用氣候、特殊的使用部位、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況等提出的一個具有個性化要求的檢測項目。

2 問題的提出

某三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承外徑大于1.5m,除了內(nèi)圈端面跳動、外圈端面跳動、內(nèi)圈徑向跳動、外圈徑向跳動、軸向游隙、徑向游隙等幾個常規(guī)的檢測項目外，用戶還提出了個性化檢測要求，即要求檢測端面不重復(fù)性誤差（端面跳動差值）。軸承端面不重復(fù)性誤差及其具體測量方法如下。

當(dāng)檢測外圈端面不重復(fù)性誤差時，首先將外圈端面圓周方向均布分成16處（如圖1所示），并用筆在端面上做好各個點(diǎn)位的標(biāo)識1、2、3、4、5……15、16。測量時，將帶有千分表的磁力表架磁盤吸附在軸承內(nèi)圈端面上，千分表測頭被置于外圈端面所示位置（如圖2所示），固定軸承內(nèi)圈不動，使軸承外圈在一均勻外力作用下勻速旋轉(zhuǎn)，然后記錄外圈旋轉(zhuǎn)到每一點(diǎn)時千分表的讀數(shù)；繼續(xù)保持軸承同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，記錄第二圈16點(diǎn)處千分表的讀數(shù)。軸承旋轉(zhuǎn)兩圈各點(diǎn)所測數(shù)值控制在如下范圍：|第一圈各點(diǎn)數(shù)值-第二圈各點(diǎn)相對應(yīng)數(shù)值|≤0.005mm。

如第一圈第3點(diǎn)處數(shù)值是+0.007mm，第二圈第3點(diǎn)處數(shù)值是+0.017mm，|第一圈數(shù)值-第二圈相對應(yīng)數(shù)值|=|0.007-0.017|=0.01＞0.005mm，不合格。

軸承組裝后各項旋轉(zhuǎn)精度檢測均在公差要求范圍內(nèi)，但外圈端面不重復(fù)性誤差有14點(diǎn)不符合要求，具體檢測數(shù)據(jù)見表 1。

圖1 外圈端面均布16測量點(diǎn)示意圖

圖2 端面不重復(fù)性誤差測量示意圖

3 分析與解決方法

軸承拆套后對三個套圈的所有檢測項目進(jìn)行了復(fù)檢，各項形位精度均在產(chǎn)品圖紙要求公差范圍內(nèi)，其中三個套圈推力滾道檢測數(shù)據(jù)是：兩個內(nèi)圈推力滾道的平行差和里外差（測量示意圖見圖 3）是0.01mm（標(biāo)準(zhǔn)要求0.03mm），外圈推力滾道的平行差及里外差是0.03mm（標(biāo)準(zhǔn)要求0.04mm），全部在產(chǎn)品圖紙要求的形位公差范圍內(nèi)。

表1 檢測數(shù)據(jù)/μm

接下來的分析中發(fā)現(xiàn)，滾子與外圈推力滾道的接觸面僅為30% ，由此得出結(jié)論：由于受推力滾道里外差偏大的影響，軸承在旋轉(zhuǎn)過程中，滾子與套圈滾道的接觸形式不穩(wěn)定，使原本沿滾道均勻轉(zhuǎn)動的滾子在轉(zhuǎn)動過程中位置沿滾道徑向發(fā)生了一定的位移，這樣當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)完一圈再旋轉(zhuǎn)第二圈時，滾子在滾道的位置已發(fā)生變化，在位置a與b（如圖3所示）之間發(fā)生不規(guī)則的往復(fù)移動，滾子位置的變化導(dǎo)致了各點(diǎn)端面測值的變化。

根據(jù)以上的分析，對外圈推力滾道進(jìn)行了返修處理，里外差控制在0.009mm以內(nèi)。

圖3 滾子在外圈推力滾道上位置變化示意圖

測量里外差方法：將千分表的側(cè)頭從推力滾道的位置 a 移動到位置 b 后，表顯示數(shù)值之差即為里外差，如圖4所示。

圖4 外圈推力滾道里外差測量示意圖

軸承再次組裝后進(jìn)行了端面不重復(fù)性誤差的檢測，16處第一圈與第二圈的各點(diǎn)數(shù)值之差有7處是0，有5處是0.001mm，有4處是0.002mm，有效地保證了用戶的檢測要求。

4 結(jié)束語

由以上分析得出結(jié)論，軸承端面不重復(fù)性誤差的大小與推力滾道的里外差有直接關(guān)系，因?yàn)槔锿獠顢?shù)值直接影響滾子與推力滾道之間的接觸面積大小，影響滾子在推力滾道中旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，影響滾子是否發(fā)生大的軸向偏移。端面不重復(fù)性誤差的檢測項目對于高精密三排滾子軸承很有必要，即使測量軸承旋轉(zhuǎn)精度完全符合圖紙要求，也不能完全保證軸承使用中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，這也給軸承設(shè)計者提出了一個需要思索的設(shè)計理念，即端面不重復(fù)性誤差對于軸承的使用壽命及穩(wěn)定性意義重大。

（編輯：鐘 媛）

Analysis of unrepeatable error of three row roller slewing bearings end face

Ma Zhongyi, Wang Yiduo, Zhang Haiyan
( Special Precision Bearing Branch ,Wafangdian Bearing Group Co., Ltd., Wafangdian116300,China )

The unrepeatable error of three row roller bearings exceeds the user's requirement. After analysis, it was found that the problem was caused by the thrust raceway internal and external dimensions difference large (0.03 mm, the tolerance of 0.04 mm, no over difference),making the contact surface of the roller and outer ring thrust raceway only 30%. Therefore, the outer ring thrust raceway was reprocessed, so that the internal and external dimensions difference was controlled within 0.009mm, which met the user needs.

hree row roller slewing bearings; non-repetitive errors; internal and external dimensions difference of thrust raceway; roller rotation stability; roller axial displacement

TH133.33+2

B

1672-4852（2017）02-0030-02

2017-05-28.

馬忠義（1966-），男，工程師.