滾動軸承游隙的選擇與調(diào)整

張國華

摘 要：滾動軸承游隙的選擇與調(diào)整是滾動軸承裝配工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是提高軸承旋轉(zhuǎn)精度和承載能力、降低傳動系統(tǒng)振動和噪聲的有效手段。通過對滾動軸承游隙的調(diào)整，可以提高軸承的承載能力和旋轉(zhuǎn)精度，提高軸承的使用壽命。

關(guān)鍵詞：滾動軸承 游隙調(diào)整 預(yù)緊工藝

在無載荷的情況下，軸承內(nèi)、外滾道間所能移動的最大距離即為軸承的游隙。作徑向移動的為徑向游隙，作軸向移動的為軸向游隙。能夠準(zhǔn)確把握游隙調(diào)整和預(yù)緊工藝，并在裝配過程中正確運(yùn)用，是軸承裝配工作質(zhì)量的保證。滾動軸承裝配時(shí)，其游隙范圍要適當(dāng)。如果游隙過大，會減少同時(shí)承受載荷的滾動體的數(shù)量，增大單個(gè)滾動體承受載荷，大大降低軸承承載能力，從而降低軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增大震動和噪音，縮短使用壽命；如果游隙過小，會增大摩擦力，引起軸承發(fā)熱，加劇磨損，甚至使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生咬死現(xiàn)象，同樣縮短使用壽命。因此，滾動軸承在裝配時(shí)需嚴(yán)格控制和調(diào)整游隙大小。[1]

一、滾動軸承游隙的選擇

軸承游隙對軸承壽命、溫升、噪音等有很大影響，因此，需根據(jù)工作條件和使用性能要求選取合適的游隙。軸承的游隙分為徑向游隙和軸向游隙，他們分別表示一個(gè)套固定，另一個(gè)套沿徑向和軸向由一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的位移量。軸承的徑向游隙，包括軸承安裝前自由狀態(tài)下的原始游隙、裝入主軸及軸承座后的裝配游隙、工作時(shí)在載荷作用下形成的工作游隙。對于球軸承，最適宜的工作游隙接近零；對于滾子軸承，可保持少量的工作游隙。在要求支撐剛性良好的部件中，軸承應(yīng)有一定數(shù)值的預(yù)緊。這是軸承徑向游隙的確定原則。國標(biāo)GB4604-93中，滾動軸承徑向游隙共分5組，游隙值依次由小到大，其中0組為標(biāo)準(zhǔn)游隙。在高溫、高速、低噪音、低摩擦等特殊條件下工作的軸承宜選用較大的徑向游隙；對于精密主軸用軸承宜選用較小的徑向游隙。需要注意的是，軸承裝機(jī)后的工作游隙要比安裝前的原始游隙小，因?yàn)檩S承要承受一定的負(fù)荷旋轉(zhuǎn)，還有軸承配合和負(fù)載產(chǎn)生的彈性變形量。[2]

對于向心推力球軸承和圓錐滾子軸承，通常以面對面或背靠背的方式安裝，以某一個(gè)軸承圈的軸向位置來決定內(nèi)部游隙或預(yù)壓。從零間隙狀況開始，通過調(diào)整軸承外圈上墊片的厚度或旋松或旋緊軸上的背母，可獲得指定的游隙。這類軸承的軸向游隙和徑向游隙之間存在著固定的關(guān)系，滿足其中一個(gè)值就足夠了。

選擇軸承游隙時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

1.軸承的工作條件，如載荷、溫度、轉(zhuǎn)速等；

2.對軸承使用性能的要求，如旋轉(zhuǎn)精度、摩擦力矩、震動與噪聲等；

3.軸承與軸和外殼孔為過盈配合時(shí)，導(dǎo)致軸承游隙減少；

4.軸承工作時(shí)，內(nèi)外套圈的溫度差導(dǎo)致軸承游隙減少；

5.因軸和外殼材料的膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致軸承游隙減小或增大；

6.由于軸承內(nèi)外圈溫差較大，深溝球軸承需要承受較大軸向負(fù)荷或需改善調(diào)心性能，要求提高極限轉(zhuǎn)速和降低軸承摩擦力矩等場合；

7.當(dāng)基本組不能滿足使用要求時(shí)，則應(yīng)選用輔助組游隙。大游隙輔助組適用于軸承與軸和外殼孔采用過盈配合，小游隙輔助組適用于要求較高的旋轉(zhuǎn)精度，需嚴(yán)格控制外殼孔的軸向位移，以及需減少振動和噪聲的場合。

二、滾動軸承游隙的調(diào)整

滾動軸承的游隙，分可調(diào)和不可調(diào)。除角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承和推力滾子軸承的游隙可調(diào)外，其余類別的軸承游隙不可調(diào)。游隙可調(diào)的軸承，在安裝后和使用過程中都應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，通過使用過程中的調(diào)整，能部分的補(bǔ)償軸承磨損所引起的軸承游隙的增大；游隙不可調(diào)的軸承，在裝配后和使用過程中仍要檢查游隙。根據(jù)檢查結(jié)果決定是否需要重裝、維修或更換。

軸向游隙和徑向游隙沒有大的關(guān)系，安裝時(shí)直接控制軸向游隙。要分別考慮單個(gè)使用還是配對使用。如果是單個(gè)軸承使用，由于這個(gè)軸承是可分離的，所以此時(shí)安裝后的軸向游隙需要自己控制。可以通過千分表測軸的軸向極限位置來測量（推和拉的極限位置的位移量）；如果是配對使用，只需要把內(nèi)外圈都頂死即可，由加工制造過程中的溝道位置來控制游隙。

在高精度且不怎么發(fā)熱的場合，可以用負(fù)游隙，測量的時(shí)候推不動就是負(fù)游隙，但是一個(gè)慢慢變小且到負(fù)的過程，若突然過緊，會導(dǎo)致抱軸燒死；如果精度要求不高，安裝時(shí)軸向游隙控制在0.1-0.3mm之間，若軸發(fā)熱較嚴(yán)重，游隙還需再放大。

滾動軸承軸向游隙的調(diào)整方法很多，有墊片調(diào)整法、螺母調(diào)整法、螺釘擋蓋調(diào)整法和內(nèi)外套調(diào)整法等。其中墊片調(diào)整法是最為常用的調(diào)整方法。調(diào)整時(shí)，一般先不加墊片，擰緊側(cè)蓋的固定螺釘，直到軸不能轉(zhuǎn)動時(shí)為止，此時(shí)軸承內(nèi)無游隙。使用厚薄規(guī)測量側(cè)蓋與軸承座端面之間的距離K，然后加入墊片，墊片厚度等于K值加上軸向游隙。特別注意的是，采用此方法調(diào)整的精度取決于側(cè)蓋和墊片的質(zhì)量。一套墊片應(yīng)該由多種不同厚度的墊片組成，墊片應(yīng)平滑光潔，其內(nèi)外邊緣不得有毛刺。

以圓錐滾子軸承游隙調(diào)整為例，其經(jīng)驗(yàn)方法：

1.將傳動軸放平，軸承內(nèi)外圈垂直；

2.轉(zhuǎn)動軸，同時(shí)觀察滾子運(yùn)動狀態(tài)，是滾動還是滑動，若有4、5顆滾子處于滑動狀態(tài)，說明軸向間隙過大；若所有滾子處于滾動狀態(tài)，說明間隙過小；若有2、3顆滾子處于滑動狀態(tài)則比較理想。

3.宜將多種調(diào)整手段相結(jié)合、對比，如果都滿足要求，則準(zhǔn)確性和可靠性將得到提高。

在進(jìn)行滾動軸承游隙的調(diào)整過程中，除了要達(dá)到滾動軸承裝配的一般技術(shù)的要求以外，還要重點(diǎn)考慮軸承溫升和潤滑對調(diào)整工作后的影響，并且在進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)后還要進(jìn)行細(xì)致的檢測和二次調(diào)整。細(xì)心的工作態(tài)度也是裝配鉗工不可缺少的良好品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]易幸育.機(jī)修鉗工工藝學(xué)[M].中國勞動社會保障出版社，2005，6.

[2]孫大俊.機(jī)械基礎(chǔ)[M].中國勞動社會保障出版社，2007，7.endprint