精密主軸軸承成品檢查裝配流程改進

范雨晴，馬瑩，胡敬原，寧晉

(1.洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039；2.河南省高性能軸承技術(shù)重點實驗室，河南 洛陽471039；3.滾動軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，河南 洛陽 471039)

精密主軸軸承以精密角接觸球軸承和精密圓柱滾子軸承為主，其成檢裝配流程的合理與否直接決定軸承生產(chǎn)成本高低、性能優(yōu)劣和壽命長短等。

1 改進前成檢裝配流程及存在問題

1.1 精密角接觸球軸承

改進前精密角接觸球軸承的成檢裝配流程如圖1所示，主要存在以下問題：

圖1 改進前精密角接觸球軸承的成檢裝配流程

1)外圈溝道尺寸分選后才能確定配套內(nèi)圈溝道尺寸，然后配磨內(nèi)圈溝道尺寸。該方法效率低，合套率僅65%～70%。同時內(nèi)圈配磨內(nèi)圈溝道尺寸后還需要超精、清洗、檢外觀、測平行差、測內(nèi)徑尺寸、打字內(nèi)徑尺寸和分選內(nèi)圈溝道尺寸，工序多，時間長，分選溝道尺寸后的外圈長時間擺放在裝配間，容易生銹且占用空間。

2)內(nèi)、外圈按游隙合套時，未達到游隙要求的內(nèi)、外圈要入零件庫，下次配磨溝道尺寸時需重新測量溝道尺寸，重復(fù)勞動。

3)熱壓合套后，需要退磁，退磁時易造成球與內(nèi)外圈溝道碰撞，損傷溝道。

4)成品軸承熱壓后需要檢測軸承的內(nèi)圈徑向跳動Kia、外圈徑向跳動Kea、內(nèi)圈的軸向跳動Sia和外圈的軸向跳動Sea，在無潤滑劑的情況下檢測軸承旋轉(zhuǎn)精度，球與溝道為干摩擦，會損傷溝道。

1.2 精密圓柱滾子軸承

改進前精密圓柱滾子軸承的成檢裝配流程如圖2所示，除存在與精密角接觸球軸承同樣的問題外，合套后的精密圓柱滾子軸承在運輸過程中，滾子與內(nèi)外圈滾道碰撞，會影響軸承的使用性能。

圖2 改進前精密圓柱滾子軸承的成檢裝配流程

2 改進后成檢裝配流程

2.1 精密角接觸球軸承

2.1.1 改進內(nèi)容

1)裝配和成檢車間內(nèi)的所有金屬工具和儀器必須定時退磁，保證裝配和成檢車間為無磁車間，套圈和球進裝配和成檢前必須退磁，合套后的軸承不需要退磁。

2)對于精密角接觸球軸承，球和保持架為合格零件，內(nèi)圈溝道對端面的平行度Si(內(nèi)溝擺)直接反映成套軸承內(nèi)圈的軸向跳動Sia；外圈溝道對端面的平行度Se(外溝擺)直接反映成套軸承外圈的軸向跳動Sea；內(nèi)圈溝道與內(nèi)孔間的厚度變動量Ki(內(nèi)壁厚差)直接反映成套軸承內(nèi)圈徑向跳動Kia；外圈溝道與外表面間的厚度變動量Ke(外壁厚差)直接反映成套軸承外圈徑向跳動Kea。故只需保證Ki，Ke，Si和Se合格，就能保證旋轉(zhuǎn)精度Kia，Kea，Sia，Sea。

3)壓縮終磨內(nèi)外圈溝道尺寸公差，內(nèi)外圈同時進成檢裝配。以7021AC/P4角接觸球軸承為例，徑向游隙為0.23～0.27 mm，內(nèi)圈溝道尺寸為(115.004±0.025) mm，外圈溝道尺寸為(150.178±0.025) mm，鋼球直徑為17.462 mm。根據(jù)經(jīng)驗，內(nèi)外圈超精量為0.006 mm，在終磨內(nèi)、外圈溝道時，應(yīng)控制內(nèi)圈溝道尺寸為(115.01±0.008) mm，控制外圈溝道尺寸為(150.172±0.010) mm。

改進后的精密角接觸球軸承成檢裝配流程如圖3所示。

圖3 改進后精密角接觸球軸承的成檢裝配流程

2.1.2 改進后優(yōu)點

1)內(nèi)、外圈同時裝配，提高了效率和合套率。由于溝道磨削設(shè)備均有主動測量儀，內(nèi)、外圈溝道尺寸公差容易保證。因此采用該方法后合套率幾乎為100%。

2)在恒溫車間內(nèi)分選內(nèi)外圈溝道直徑，記錄后入庫，下次配溝道尺寸時不需要重新測量，避免重復(fù)勞動。

3)熱壓合套后不需要退磁和檢測旋轉(zhuǎn)精度，降低了勞動強度，提高了效率，同時可避免溝道損傷，提高軸承的使用性能。

2.2 精密圓柱滾子軸承

1)裝配和成檢車間內(nèi)的所有金屬工具和儀器必須定時退磁，保證裝配和成檢車間為無磁車間，成品零件(套圈和滾子)進裝配和成檢前必須退磁，合套后的軸承不需要退磁。

2)對于精密圓柱滾子軸承，滾子和保持架為合格零件，內(nèi)圈滾道與內(nèi)孔間的厚度變動量Ki(內(nèi)壁厚差)直接反映成套軸承內(nèi)圈徑向跳動Kia，即Kia≈Ki；外圈滾道與外表面間的厚度變動量Ke(外壁厚差)直接反映成套軸承外圈徑向跳動Kea，即Kea≈Ke；故只需保證Ki，Ke，就可保證該軸承旋轉(zhuǎn)精度Kia，Kea。在測量內(nèi)外壁厚差時，按編號記錄Ki和Ke。

3)壓縮終磨滾道直徑公差，內(nèi)、外圈同時進成檢裝配。以NN3018K/P4W33圓柱滾子軸承為例，徑向游隙Gr為0.035～0.055 mm，內(nèi)圈滾道直徑di為105 mm，外圈滾道直徑De為127 mm，圓柱滾子直徑Dw為11 mm；根據(jù)經(jīng)驗，內(nèi)外圈超精量為0.005 mm，故在終磨內(nèi)、外圈滾道時，控制終磨內(nèi)圈滾道直徑為(104.99±0.005) mm，控制終磨外圈滾道直徑(127.025±0.005) mm。確保超精后的外圈滾道直徑減去超精后內(nèi)圈滾道直徑等于游隙上下限的平均值，即127.025+0.005-(104.99-0.005)-2×11=(0.035+0.055)/2。

4)在恒溫裝配車間內(nèi)，嚴格分選內(nèi)外圈滾道直徑。精密圓柱滾子軸承徑向游隙為

Gr=De-di-2Dw。

(1)

每套軸承需要給客戶提供說明書，填寫說明書時，內(nèi)外徑尺寸按照打字時標記的尺寸、旋轉(zhuǎn)精度按編號記錄的Ki和Ke，游隙值按理論計算值。

精密圓柱滾子軸承改進后的成檢裝配流程如圖4所示。改進后的精密圓柱滾子軸承成檢裝配流程除與精密角接觸球軸承有同樣的優(yōu)點之外，內(nèi)外圈分開包裝，避免了運輸過程中滾子與內(nèi)外圈碰撞。

圖4 改進后精密圓柱滾子軸承的成檢裝配流程

3 結(jié)束語

針對精密主軸軸承成檢裝配流程存在的問題，分別對精密角接觸球軸承和精密圓柱滾子軸承成檢裝配流程進行改進，實現(xiàn)了內(nèi)、外圈同時進行成檢裝配，提高了效率和合套率；軸承合套后不需要退磁和檢測旋轉(zhuǎn)精度，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本,精密圓柱滾子軸承分開包裝，避免了對滾道的損傷;保證了精密角接觸球軸承和精密圓柱滾子軸承的使用性能。