圓錐滾子軸承外圈、內組件互換公差帶推算

張輝，修軍成

(西北軸承股份有限公司 技術中心開發部，銀川 750021)

符號說明

E——外滾道直徑

ΔT——外滾道直徑偏差對裝配高的理論影響量

ΔE1，ΔE2——外滾道上、下偏差

ΔE3——外滾道直徑偏差實測值

ΔT1，ΔT2——成品裝配高上、下偏差

ΔT3，ΔT′3——外滾道直徑對裝配高上、下偏差的理論影響量

ΔT4，ΔT′4——內組件對裝配高上、下偏差的理論影響量

ΔT5——裝配高偏差實測值

ΔT6——外滾道直徑對裝配高的實際影響量

ΔT7——內組件對裝配高的實際影響量

α——外滾道圓錐半角

在實際使用中，圓錐滾子軸承可能發生外圈或內組件損壞的情況，為了提高軸承利用率，方便用戶更換損壞軸承，圓錐滾子軸承在加工中要求互換。但在加工過程中，外滾道、內滾道、滾子直徑和內圈擋邊的公差不可能100%加工在設計公差范圍內，部分零件不可避免會出現尺寸超差，所以在最終配套后會產生互換和不互換兩類軸承。互換是指任意一個外圈與內組件配套后的公稱寬度T和其他要求均符合產品圖或技術條件規定的公差范圍；而不互換只需保證外圈與內組件配套后的公稱寬度T即可。在實際加工中，可以通過制作外圈、內組件標準件，壓縮標準件檢測公差帶，盡量避免零件尺寸超差達到互換目的。

1 公差帶推算

裝配高測量簡圖如圖1所示。

圖1 圓錐滾子軸承裝配高測量簡圖

(1)外滾道偏差對裝配高的理論影響量為

(1)

即對上、下偏差的理論影響量為

(2)

(2)為了補償裝配高，當外滾道直徑為正偏差時，裝配高測量值降低；為負偏差時，裝配高測量值增加。因此，需對(2)式取相反數，即-ΔT3和-ΔT′3。則內組件偏差對裝配高的理論影響量分別為

(3)

ΔT′4=ΔT2-(-ΔT3)=ΔT2+ΔT3。

(4)

(3)當外滾道直徑偏差區間為負或上、下偏差為正、負偏差時，外滾道磨削時一般按負偏差加工，可避免套圈發生過磨，便于不合格品修復；若外滾道直徑上、下偏差都是正偏差，則外滾道實測值取正偏差。即外滾道偏差對裝配高的實際影響量為

(5)

(4)內組件偏差對裝配高的實際影響量為

ΔT7=ΔT5-(-ΔT6)=ΔT5+ΔT6。

(6)

則互換圈的檢測公差帶確定如下：用做好的標準外圈檢測待測內組件，裝配高的公差帶為(ΔT′4-ΔT6)～(ΔT4-ΔT6)；用做好的標準內組件檢測待測外圈，裝配高的公差帶為(-ΔT3+ΔT7)～(-ΔT′3+ΔT7) ，取兩個公差帶的交集，即為互換圈的檢測公差帶ΔT測。實際做出的互換圈是將裝配高T的下偏差壓縮，以保證檢測公差范圍內的所有軸承均可互換。

2 應用舉例

(1)由(2)式得外滾道偏差對裝配高的理論影響量為

(2)由(3)和(4)式得內組件偏差對裝配高的理論影響量為

ΔT4=0.35-0.18=0.17 mm，

ΔT′4=-0.25+0.09=-0.16 mm。

(3)由(5)式得外滾道偏差對裝配高的實際影響量為

(4)由(6)式得內組件偏差對裝配高的實際影響量為ΔT7=0.15-0.05=0.1 mm。

則用做好的標準外圈檢測內組件時裝配高公差帶為(-0.16+0.05)～(0.17+0.05) mm，即-0.11～+0.22 mm；用做好的標準內組件檢測外圈時裝配高公差帶為(-0.09+0.1)～(0.18+0.1) mm，即+0.01～+0.28 mm；取交集得裝配高檢測公差帶ΔT測為+0.01～+0.22 mm。

3 結束語

圓錐滾子軸承在實際應用中要求互換，可通過制作外圈和內組件檢測標準件，壓縮軸承寬度公差帶來實現。不單獨分析內滾道偏差、內圈大擋邊高度偏差、滾動體直徑偏差對裝配高的影響，而是將內圈、保持架及滾子當做一個整體內組件，通過測量內組件與外圈配套后的軸承裝配高偏差，間接分析了內組件對裝配高的影響量。該方法方便成品車間選配組裝，提高了生產效率，在實際生產中應用良好。