试论影响滚动轴承游隙合套率的因素

罗雪梅　高扬

【摘 要】轴承装配就是通过将轴承各部分零件按照一定的方法、步骤组装在一起，从而使其达到预期的目的，发挥应有的性能的工艺过程，其中装配游隙工序是基础工序，因其质量的好坏直接影响轴承装机后质量状态，游隙的大小对轴承传递动力影响非常具大，而影响轴承游隙因素很多，实际生产中保证轴承游隙质量具有重要意义。

【关键词】径向游隙；分选质量；测量仪器

0.前言

滚动轴承是一种通用性很强、标准化程度很高的机械基础件，从套圈的毛坯制造到全部零件加工完毕，大约有上百道工序，而轴承的装配则是其中最后的关键工序。滚动轴承装配虽然不像其他机械装配那样复杂，但由于轴承往往起到重要的传动和支撑作用，轴承运转的好坏直接影响到设备安装使用的性能，而完美的轴承又能在各前工序合格加工基础上，将轴承零件组装起来，使轴承应有的性能得到最佳的发挥。如果装配工作不认真细致，将影响到轴承的产品质量和性能。

1.径向游隙的定义、分类及重要性

轴承是精密的机械部件，装配时要求较高的作业环境和作业规范，要求在清洁、恒温的环境下有条不紊地工作。轴承生产是高效率、高精度的机械加工，零件需要经过长时间、多工序才能够达到相当高的尺寸精度、旋转精度和表面粗糙度，以满足标准和使用的各项性能要求。要保证轴承零件的加工精度不被破坏，这就要求轴承装配不仅要文明生产，而且装配过程应在一定的工艺规程下进行。滚动轴承装配过程中还有很多专门技术和配套计算，这就要求装配工人要具备相当的计算能力和一定的熟练程度，才能满足轴承的装配工作要求。

1.1径向游隙的定义及分类

1.1.1径向游隙的定义

滚动轴承径向游隙是重要的使用特性，对轴承的疲劳寿命、刚性、振动、温升和机械正常运转精度等影响很大。

径向游隙：无载荷时，当一个套圈固定不动，另一个套圈相对于固定套圈，从一个极限位置到各一个极限位置的移动量。符号用Gr表示。

1.1.2径向游隙的分类

（1）设计游隙：产品图规定的游隙。

（2）原始游隙：轴承安装前的实际游隙。

原始游隙是无载荷游隙值，为轴承装配合套后的实际游隙，也叫做轴承理论游隙或几何游隙，要在出厂前给予保证。

（3）安装游隙：轴承安装后实际的游隙，又称配套游隙。

轴承内圈安装在轴上或外圈安装在轴承箱壳内之后，由于是紧配合，轴承的套圈径向尺寸即发生了弹性变形，一般轴承内圈因过盈配合而膨胀，外圈则收缩。由于过盈配合的结果，显然安装游隙小于原始游隙，其减小量按轴承结构、尺寸、轴和壳体形状的不同而异。在内径与外径都过盈配合下安装的轴承，外滚道直径缩小，而内滚道直径要增大，总的游隙收缩量近于两套圈过盈配合量绝对值和的一半。一般认为，如果轴承安装的轴和轴壳孔配合处的材质为钢材时，则游隙总的收缩量是内、外圈过盈配合总量的50%～60%。如果轴承箱体配合处材质为有色金属时，则游隙总的收缩量是内、外圈过盈配合总量的20%～30%。

（4）工作游隙：在实际运转条件下，工作状态的游隙。

轴承在空载运转时，温升使内、外套圈温差发生变化，会使安装后的游隙减少。轴承在承受载荷工作运转时，载荷作用使滚动体、套圈、滚道接触处产生弹性变形，又会使游隙增大，此时轴承游隙则为工作游隙，一般情况下工作游隙大于安装游隙，为了获得满意的工作性能，应选择适宜的工作游隙。

1.1.3径向游隙的作用

（1）无径向游隙的轴承内、外圈及滚动体三者相对运转不灵活，无法进行轴承各项旋转精度的测试，无法评价轴承的动态质量性能。

（2）轴承安装之后，由于过盈配合的原因而游隙值会减少，合套时的原始游隙为安装后的游隙减少留有余地。

（3）使滚动体在滚道表面自由转动，能够使滚道表面与滚动体表面之间的润滑油形成油膜，起润滑作用。工作游隙如果是适当的负游隙，对轴承寿命有利，如果负游隙偏大，由于油膜的破坏而润滑不良，使轴承过早失效。

（4）游隙的存在可使轴承的滚动体在滚道内运动减少摩擦，消除部分运动阻力和获得轴承的旋转灵活性。

1.2轴承游隙合套

轴承套圈滚道尺寸的分选是轴承装配游隙合套工序过程中的重要一环，它占装配劳动量的20%左右，其分选尺寸的正确性直接影响轴承内、外套圈、滚动体三者配套的准确性和效率。内圈、外圈沟道按照0.002mm分组，内圈用D022、D023测量仪进行分选，外圈用D012、D013测量仪进行分选。

2.影响游隙合套的主要因素

2.1测量仪器

测量仪器的正确选用对尺寸分选来说至关重要，特别内圈测量仪器，若选用D913进行测量，由于测点为表点在进行对表时，不容易找到最大点，同时测点和支点不能保证在同一平面内，测量误差较大。可选用D022进行测量，D022以钢球作为主要支点和测量点，测量值较为准确，而且在测量时不易划伤沟道表面，还有不因套圈沟道位置变化而对沟径测量精度产生影响。

2.2尺寸分选误差

尺寸分选的准确性直接关系到合套的效率高低，在分选过程中分选尺寸产生误差的主要原因如下：

（1）工作责任心。是否树立了质量第一的思想，工作情绪及精神是否集中，都会影响到分选尺寸不真实，造成套圈尺寸混乱的情况。

（2）操作者技术水平的影响。如测量产品时用力的大小、读数准确性、对仪器仪表失灵判断、调整和对表的技巧等。

（3）仪器及仪表表示数值的稳定性，支点和测量点的准确性、磨损程度、测力的均匀性等。

（4）滚道尺寸标准件的本身误差值及磨损程度，计量的误差、尺寸稳定性。

（5）测量时温差变化的影响。

（6）被测套圈的几何形状公差的影响。

（7）测量分选时的环境、光的照度对读数的影响，套圈和仪器清洁度的影响，装配作业间受来自外界振动的影响等。

正确的尺寸分选方法。

（1）认真阅读装配的工艺文件。

（2）要同时使用同尺寸的两个标准件，并且要经常互相校对，或使用校对仪器。

（3）要正确使用标准件计量点位置、偏差值。

（4）校对仪器后把标准件放在分选套圈之中，使其恒温、减少温差。

（5）经常检查和校正仪器，有无失灵、位置变动。

（6）做到班前、班后及班中的自检和两个以上操作者互检，防止出现大批量质量事故。做好每次换活之后的三校对工作，即：同时校对技术文件、标准件和仪器、首件工作。

（7）注意在测量大型轴承时，由于重量大使仪器支点或测点产生变形，而使测量值不准确。

（8）对分选工作最好展开轮流式，防止因其工作简单重复及单调性操作使操作者分散精力。

2.3残磁

轴承零件在加工过程中，有时使用电磁夹具，虽然经过退磁机进行退磁处理，但仍有残磁存在，如果残磁量很大，在测量游隙值时会发现测量值忽大忽小不稳定，同时内、外圈分选时套圈会刮表点。

轴承零件残磁的最大量

2.4套圈清洁度

轴承套圈本身的清洁度状况是否达到工艺文件要求，对游隙分选测量值的准确性影响非常大，若套圈某一点出现脏东西，在测量时脏东西会把表点垫起，测量值不准确。轴承零件清洁度是通过从零件内获取污物，经过取样、除油、脱脂、清洗、分离、过滤等步骤，在放大镜下观察污物的粒度，用天平对污物进行称量。

2.5计算游隙值与实测值不符

（1）套圈滚道直径尺寸的变动量超差。

（2）套圈滚道沟曲率偏差超差。

（3）滚道尺寸分选不准确，误差较大。

（4）轴承零件内清洗不干净有油污、脏污或残留的防锈油等杂质。

（5）合套时没注意尺寸偏差不同的钢球。

（6）合套时手感经验不足。

（7）轴承内径与仪器心轴有间隙。

2.6游隙合套工作场地的布局

合套在装配工作全过程中工作量最大，特别是在手工装配条件下，各零件在装配过程中互相传递频繁，产品搬运量很大，为了使路线最短、减少搬运、减少重复操作动作，减少人员的流动，减少噪音和有利于防锈，必须进行合理组织和布置工作场地，做到方便有效，也有利于文明生产，有利于装配的产品质量。

3.结束语

滚动轴承装配的实质就是通过一定的方法和步骤，将经过精密机械加工过的，满足轴承零件工序间技术条件要求的合格轴承零件，组装成成品轴承的工艺过程，并且达到作业文件规定的技术要求，而且在装配的全部过程中，游隙合套是基础工序，也是最重要的一个工序，通过对影响游隙合套质量和效率的各方面因素进行分析和解决，就能在很大程度上提升工作效率和工作质量。 [科]