薄壁軸承徑向游隙的測量

喬英姿，陳 路

（1.哈爾濱軸承集團公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江哈爾濱 150036）

薄壁軸承徑向游隙的測量

喬英姿1，陳 路2

（1.哈爾濱軸承集團公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江哈爾濱 150036）

由于薄壁軸承內、外圈的壁厚比較薄，采用加載方式測量軸承的徑向游隙時，容易導致被測軸承的外圈變形，影響徑向游隙的測量值。根據薄壁軸承的特點，介紹了無負荷測量薄壁軸承徑向游隙的方法，保證了薄壁軸承的質量要求。

薄壁軸承；徑向游隙；負荷 ；測量

1 前言

游隙是滾動軸承配合的一個重要技術參數，軸承的徑向游隙由內、外圈溝徑和鋼球選配決定。軸承的徑向游隙影響軸承的運轉性能，如：噪聲、振動、壽命等。游隙過小，軸承旋轉時摩擦發熱，溫升高；游隙過大，軸承運轉時易發生軸向或徑向竄動，且噪音大，使軸承壽命縮短。在生產過程中，球軸承的徑向游隙是必檢項目。

2 加負荷測量軸承徑向游隙的原理

一般軸承行業檢測向心球軸承的徑向游隙，都是在X095A儀器上采用加載方式測量。測量時，將軸承的內圈固定，在被測軸承外圈上施加一規定的測量負荷，使外圈從一個徑向極限位置移動到相反的徑向極限位置，移動的距離就是徑向游隙值。規定測量負荷的目的是使測量中的軸承各零件相互處于正常接觸狀態，保證獲得穩定測值。測量時，為使被測軸承內圈上、下受力相等，必須保證上加負荷力加上軸承外套、保持器及鋼球總重等于下加負荷力減去軸承外套、保持器及鋼球總重。如圖 1 所示為向心球軸承徑向游隙測量儀X095A測量原理示意圖。

測量前，根據被測軸承內徑尺寸大小選擇合適的可換心軸2，將可換心軸插入儀器體10的孔內，并用緊固螺釘將可換心軸緊固在儀器體上，測量時，把被測軸承5放在可換心軸上，可換心軸內孔帶有螺紋，將緊固螺釘3擰入可換心軸的螺紋孔中，根據被測軸承的內外徑尺寸選擇合適的壓板4，將壓板插入緊固螺釘的階梯軸中，然后擰緊緊固螺釘，通過壓板將被測軸承內圈固定，通過下負荷加載壓滾1向上運動，使被測軸承外圈上施加了一規定的測量負荷，導致被測軸承外圈移向一個極限位置，再通過上負荷加載壓滾6向下運動，使被測軸承外圈上也施加了一定的測量負荷，導致被測軸承外圈從一個極限位置移向了另一個極限位置。由于測點7與被測軸承的外圈接觸，移動的距離通過同軸杠桿9傳遞到測量儀表8上，測量儀表反映的兩次數值之差就是被測軸承的徑向游隙值。為了保證測量的徑向游隙值準確，一般需在外圈徑向方向每隔120°的三個不同位置處測量三次，取三次測量結果的平均值即是該軸承的徑向游隙值。

如果測量薄壁軸承徑向游隙也像一般軸承那樣，在X095A上采用加載方式測量，很容易導致被測軸承的外圈變形，影響徑向游隙的測值。

圖1 X095A測量原理示意圖

3 無負荷測量軸承徑向游隙的原理

由于薄壁軸承內、外圈的壁厚比較薄，經過多次測量試驗，結果證明測量此類軸承徑向游隙時，不能在外圈上施加較大載荷力，薄壁軸承無法在X095A上采用加載方式測量徑向游隙，因此，決定采用無負荷方式測量薄壁軸承的徑向游隙。

圖 2 為X093JB徑向游隙測量儀測量原理示意圖。測量前，首先要把被測軸承8清洗干凈，根據不同的軸承選不同的胎具9，將胎具緊固在旋轉軸2上，被測軸承的內圈安裝在胎具上，并用螺母10軸向壓緊在胎具上，旋轉軸由電機經減速機構驅動可連續旋轉，被測軸承外圈通過彈性壓爪11和滾棒5被壓靠在導向板4上；搖動調整導向扳手輪，使導向板朝前或朝后移動，找到被測軸承的溝底，導套安裝在底座1上。為了準確測出軸承的游隙值，需要給被測軸承外圈加以較輕的測量負荷，上負荷為固定負荷，即300g左右，下負荷為了平衡套圈的重量做成可調式，下負荷為被測軸承總重×2/3+300g。通過上杠桿7、下杠桿12交替給被測軸承外圈加載，這時傳感器把外圈的位移量變成電信號。該電信號再經過交流放大、相敏檢波、直流放大，一路由瞬時值表指示出瞬時值，另一路經積分電路求得上下交替，加負荷時將兩次測量的平均值保存，經差值電路演算，最后由傳感器讀出被測軸承的平均游隙值。測量軸承徑向游隙時，應滿足以下技術要求。

（1）測量球軸承時，應使鋼球在內、外圈的溝道中處于自由狀態。

（2）被測軸承的內、外圈之間不應傾斜。

（3）內圈不得因測量載荷而產生徑向移動。

（4）內圈隨旋轉軸轉動盡可能是一整圈。

圖2 X093JB徑向游隙測量儀測量原理示意圖

4 無負荷測量薄壁軸承徑向游隙的特點

（1）以往的X095A游隙測量儀是靜態測量，測量負荷一般為5～15kg。X093JB徑向游隙測量儀為動態測量儀，即軸承在運轉過程中進行測量。動態測量既可以消除摩擦誤差，同時又可以通過電路積分和差值演算直接讀出游隙平均值。為了使軸承的鋼球能處于軸承的底部位置，開始測量前，最好開動電機使軸承先轉幾周，從而保證鋼球與軸承溝道的良好接觸。

（2）被測軸承采用了端面定位，安置在導向板上，避免了套圈的傾斜所產生的誤差。導向板和上、下滾棒是被測軸承外圈的安裝基準，旋轉軸軸端和胎具是安裝被測軸承內圈的基準，因此，維護、保養它們的工作面是非常重要的。工作面不準敲打和磕碰，測量前應仔細清洗，用后清洗并涂以防銹油。

（3）測量負荷采用了300～500g，這時引起的接觸變形極小，可以忽略不計，因此，可以認為該儀器的測值為無負荷游隙值，符合國際標準。加測量負荷時，一定要保證在加下負荷時，上負荷完全卸掉；在加上負荷時，下負荷完全卸掉。

（4）由于被測軸承內圈已緊固而外圈處于自由狀態，在調整上負荷杠桿和傳感器測頭的前后位置時，盡可能使它們處于軸承外圈寬度的1/2處，利用微調機構移動導向板，很容易直觀地找到溝底，測出真正的游隙值。

（5）該儀器采用光電同步器，保證被測軸承旋轉的圈數與積分控制時間嚴格同步。儀器應放在無強電、磁場和無強振動的地方。

（6）該儀器也可用于圓柱滾子軸承、雙半內圈角接觸球軸承等徑向游隙的測量。

5 結束語

由于軸承游隙是一項重要的技術指標，游隙合格與否直接影響軸承的精度和使用壽命。在各種機械運動中，只有軸承的精度提高了，才能保證機器向更高的精度及更高性價比等方向發展。采用無負荷方式測量薄壁軸承徑向游隙時，避免了外圈變形，保證了徑向游隙測值的準確性，儀器測量效率高且使用方便。如在工作中發現測值不穩定，可用實體樣圈進行校準。

（編輯：王立新）

圖1 砂輪凸度修整器工作原理

單點砂輪凸度修整器的工作原理如圖 1 所示。

將靠模架固定在修整器的上平面上，靠模尺固定在靠模架上。靠模尺的凸度曲線，由旋轉緊定螺釘調整靠模尺的微量變形，調整靠模尺變形量就是我們所需要的凸度值。靠模指與金剛筆固定在滑塊上，沿導軌直線行走即從圖中的A點運行到B點靠模指在外力的作用下緊靠在靠模尺上走出凸度曲線修整。輪廓曲線如圖 1 所示。

根據凸度曲線方程確定凸度值，在緊定螺釘的作用下靠模尺的變形軌跡為一大圓弧如圖 2 所示：半徑R與凸度變形量e及靠模尺長度L的關系為：

式中:

e ——凸度變形量/mm,

L ——靠模尺有效長度/mm,

R ——圓弧半徑/mm。

在實際應用中，靠模尺的有效長度L要大于砂輪的寬度X，所以，真正反映到砂輪的凸度值ex為：

當磨削同一型號產品時，砂輪的寬度X值是不變的。砂輪的直徑D將隨著磨削、修整時間的增加而變小。但是砂輪修整器會隨機自動補償，滿足工件磨削的進給量。

由公式（2）可見，靠模尺的變形量e與R一定時，砂輪的凸度e隨砂輪寬度X的增大而增大，與砂輪的直徑D沒有關系。

圖2 凸度曲線幾何關系

4 結束語

將舊設備3MZ2110滾道磨床單點直線修整器進行了改造，安裝了靠模尺裝置，通過調試，切入磨削出的滾道凸度達到了圖紙的設計要求，且節省了改造資金。

（編輯：林小江）

Measurement of radial clearance of thin wall bearing

Qiao Yingzi1, Chen Lu2
( Nanzhi Bearing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036,China 2.Railway Bearing Manufacturing Subfactory,Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036,China )

Due to the thickness of the thin wall bearing inner and outer ring is thin, when measuring the bearing radial clearance using the loading way, the outer ring of the measured bearing was easily deformed, the measured values of the radial clearance were afffected. According to the characteristics of thin-wall bearing, no-load measurements method of thin-wall bearing radial clearance was introduced, the quality requirements of the thin wall bearing were ensured .

thin-wall bearing; radial clearance; load; measure

TH133.33+1

B

1672-4852（2014）01-0042-03

2013-07-30.

喬英姿（1968-），女，技師.