圆柱滚子轴承内滚道Sdi与端面VBs的关系推算

张辉，周瑞萍

(西北轴承股份有限公司 技术中心开发部，银川 750021)

1 问题的提出

设计轴承时，套圈基准面宽度变动量VBs是依据国家标准根据轴承的内径或外径给出规范值，但由于套圈的宽度不同，往往造成基准面宽度变动量VBs已经满足技术要求，但后续滚道加工工序无法达到精度要求的情况出现。

针对圆柱滚子轴承内滚道在实际加工过程中常出现内滚道素线对基准端面倾斜度的变动量Sdi不能达到工艺设计要求的问题，在排除了机床自身和操作者技术水平的影响因素后，推断是工艺设计图上套圈宽度变动量VBs的值太大，导致依靠端面定位加工滚道后Sdi很难达到工艺设计要求。试压缩端面VBs值后磨削滚道，发现磨削后滚道的Sdi值完全能满足工艺设计要求，说明端面VBs值与滚道的Sdi值存在某种联系。

2 公式推导

无挡边内圈圆柱滚子轴承在端面VBs的影响下，测量工件滚道Sdi的方法如图1所示。

图1 内滚道Sdi测量简图

设AH=Sdi，CG=VBs,MN=B(内圈宽度),MC=F(内滚道直径)。由Rt△O1AH和Rt△O1CG知

AH=(O1C+CH)sinα，

即Sdi=(O1C+B)sinα。

(1)

又有，

(2)

将(2)式代入(1)式得

(3)

在Rt△GCM中，有GC=MCsinα，即VBs=

Fsinα，则

(4)

因为VBs是微米级，所以VBs≪F，α非常小，故有

sinα≈tanα。

(5)

将(4)和(5)式代入(3)式得

(6)

对(6)式求解舍去负值得

(7)

(7)式即为滚道Sdi与端面VBs的关系式，适用于所有无挡边圆柱滚子轴承内圈。在设计工艺图纸时可定量考虑，尤其是对于精度等级高、宽度大的套圈，设计时需要特别注意国标给出的VBs值是否符合实际加工要求，若大于(7)式计算得出的VBs值，则需要根据公式压缩VBs值。部分型号轴承内圈VBs国标规定值与公式计算值的对比见表1。

表1 工艺设计时国标规定参考值与公式推算的VBs值的对比 μm

从表1中VBs值的对比可知，滚动轴承标准给出的套圈宽度变动量VBs普遍大于(7)式计算的VBs值，如果在实际加工中依照技术文件给出的VBs值进行套圈的加工，则可能在磨削滚道时，Sdi值不能达到技术要求。

3 结束语

实际加工表明，对于圆柱滚子轴承内圈，轴承公差等级越高，宽度越大，对Sdi的精度要求越高，滚道Sdi对端面VBs的制约越大。Sdi与VBs的关系式可使轴承工艺设计者在制定轴承工艺时，正确确定端面VBs值，从而降低滚道磨削难度，提高生产效率。