圓柱滾子軸承內(nèi)滾道Sdi與端面VBs的關(guān)系推算

張輝，周瑞萍

(西北軸承股份有限公司 技術(shù)中心開發(fā)部，銀川 750021)

1 問題的提出

設(shè)計軸承時，套圈基準(zhǔn)面寬度變動量VBs是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)軸承的內(nèi)徑或外徑給出規(guī)范值，但由于套圈的寬度不同，往往造成基準(zhǔn)面寬度變動量VBs已經(jīng)滿足技術(shù)要求，但后續(xù)滾道加工工序無法達(dá)到精度要求的情況出現(xiàn)。

針對圓柱滾子軸承內(nèi)滾道在實際加工過程中常出現(xiàn)內(nèi)滾道素線對基準(zhǔn)端面傾斜度的變動量Sdi不能達(dá)到工藝設(shè)計要求的問題，在排除了機(jī)床自身和操作者技術(shù)水平的影響因素后，推斷是工藝設(shè)計圖上套圈寬度變動量VBs的值太大，導(dǎo)致依靠端面定位加工滾道后Sdi很難達(dá)到工藝設(shè)計要求。試壓縮端面VBs值后磨削滾道，發(fā)現(xiàn)磨削后滾道的Sdi值完全能滿足工藝設(shè)計要求，說明端面VBs值與滾道的Sdi值存在某種聯(lián)系。

2 公式推導(dǎo)

無擋邊內(nèi)圈圓柱滾子軸承在端面VBs的影響下，測量工件滾道Sdi的方法如圖1所示。

圖1 內(nèi)滾道Sdi測量簡圖

設(shè)AH=Sdi，CG=VBs,MN=B(內(nèi)圈寬度),MC=F(內(nèi)滾道直徑)。由Rt△O1AH和Rt△O1CG知

AH=(O1C+CH)sinα，

即Sdi=(O1C+B)sinα。

(1)

又有，

(2)

將(2)式代入(1)式得

(3)

在Rt△GCM中，有GC=MCsinα，即VBs=

Fsinα，則

(4)

因為VBs是微米級，所以VBs?F，α非常小，故有

sinα≈tanα。

(5)

將(4)和(5)式代入(3)式得

(6)

對(6)式求解舍去負(fù)值得

(7)

(7)式即為滾道Sdi與端面VBs的關(guān)系式，適用于所有無擋邊圓柱滾子軸承內(nèi)圈。在設(shè)計工藝圖紙時可定量考慮，尤其是對于精度等級高、寬度大的套圈，設(shè)計時需要特別注意國標(biāo)給出的VBs值是否符合實際加工要求，若大于(7)式計算得出的VBs值，則需要根據(jù)公式壓縮VBs值。部分型號軸承內(nèi)圈VBs國標(biāo)規(guī)定值與公式計算值的對比見表1。

表1 工藝設(shè)計時國標(biāo)規(guī)定參考值與公式推算的VBs值的對比 μm

從表1中VBs值的對比可知，滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)給出的套圈寬度變動量VBs普遍大于(7)式計算的VBs值，如果在實際加工中依照技術(shù)文件給出的VBs值進(jìn)行套圈的加工，則可能在磨削滾道時，Sdi值不能達(dá)到技術(shù)要求。

3 結(jié)束語

實際加工表明，對于圓柱滾子軸承內(nèi)圈，軸承公差等級越高，寬度越大，對Sdi的精度要求越高，滾道Sdi對端面VBs的制約越大。Sdi與VBs的關(guān)系式可使軸承工藝設(shè)計者在制定軸承工藝時，正確確定端面VBs值，從而降低滾道磨削難度，提高生產(chǎn)效率。