薄壁轴承径向游隙的测量

乔英姿，陈 路

（1.哈尔滨轴承集团公司 南直轴承分厂，黑龙江 哈尔滨 150036；2. 哈尔滨轴承集团公司 铁路轴承制造分厂，黑龙江哈尔滨 150036）

薄壁轴承径向游隙的测量

乔英姿1，陈 路2

（1.哈尔滨轴承集团公司 南直轴承分厂，黑龙江 哈尔滨 150036；2. 哈尔滨轴承集团公司 铁路轴承制造分厂，黑龙江哈尔滨 150036）

由于薄壁轴承内、外圈的壁厚比较薄，采用加载方式测量轴承的径向游隙时，容易导致被测轴承的外圈变形，影响径向游隙的测量值。根据薄壁轴承的特点，介绍了无负荷测量薄壁轴承径向游隙的方法，保证了薄壁轴承的质量要求。

薄壁轴承；径向游隙；负荷 ；测量

1 前言

游隙是滚动轴承配合的一个重要技术参数，轴承的径向游隙由内、外圈沟径和钢球选配决定。轴承的径向游隙影响轴承的运转性能，如：噪声、振动、寿命等。游隙过小，轴承旋转时摩擦发热，温升高；游隙过大，轴承运转时易发生轴向或径向窜动，且噪音大，使轴承寿命缩短。在生产过程中，球轴承的径向游隙是必检项目。

2 加负荷测量轴承径向游隙的原理

一般轴承行业检测向心球轴承的径向游隙，都是在X095A仪器上采用加载方式测量。测量时，将轴承的内圈固定，在被测轴承外圈上施加一规定的测量负荷，使外圈从一个径向极限位置移动到相反的径向极限位置，移动的距离就是径向游隙值。规定测量负荷的目的是使测量中的轴承各零件相互处于正常接触状态，保证获得稳定测值。测量时，为使被测轴承内圈上、下受力相等，必须保证上加负荷力加上轴承外套、保持器及钢球总重等于下加负荷力减去轴承外套、保持器及钢球总重。如图 1 所示为向心球轴承径向游隙测量仪X095A测量原理示意图。

测量前，根据被测轴承内径尺寸大小选择合适的可换心轴2，将可换心轴插入仪器体10的孔内，并用紧固螺钉将可换心轴紧固在仪器体上，测量时，把被测轴承5放在可换心轴上，可换心轴内孔带有螺纹，将紧固螺钉3拧入可换心轴的螺纹孔中，根据被测轴承的内外径尺寸选择合适的压板4，将压板插入紧固螺钉的阶梯轴中，然后拧紧紧固螺钉，通过压板将被测轴承内圈固定，通过下负荷加载压滚1向上运动，使被测轴承外圈上施加了一规定的测量负荷，导致被测轴承外圈移向一个极限位置，再通过上负荷加载压滚6向下运动，使被测轴承外圈上也施加了一定的测量负荷，导致被测轴承外圈从一个极限位置移向了另一个极限位置。由于测点7与被测轴承的外圈接触，移动的距离通过同轴杠杆9传递到测量仪表8上，测量仪表反映的两次数值之差就是被测轴承的径向游隙值。为了保证测量的径向游隙值准确，一般需在外圈径向方向每隔120°的三个不同位置处测量三次，取三次测量结果的平均值即是该轴承的径向游隙值。

如果测量薄壁轴承径向游隙也像一般轴承那样，在X095A上采用加载方式测量，很容易导致被测轴承的外圈变形，影响径向游隙的测值。

图1 X095A测量原理示意图

3 无负荷测量轴承径向游隙的原理

由于薄壁轴承内、外圈的壁厚比较薄，经过多次测量试验，结果证明测量此类轴承径向游隙时，不能在外圈上施加较大载荷力，薄壁轴承无法在X095A上采用加载方式测量径向游隙，因此，决定采用无负荷方式测量薄壁轴承的径向游隙。

图 2 为X093JB径向游隙测量仪测量原理示意图。测量前，首先要把被测轴承8清洗干净，根据不同的轴承选不同的胎具9，将胎具紧固在旋转轴2上，被测轴承的内圈安装在胎具上，并用螺母10轴向压紧在胎具上，旋转轴由电机经减速机构驱动可连续旋转，被测轴承外圈通过弹性压爪11和滚棒5被压靠在导向板4上；摇动调整导向扳手轮，使导向板朝前或朝后移动，找到被测轴承的沟底，导套安装在底座1上。为了准确测出轴承的游隙值，需要给被测轴承外圈加以较轻的测量负荷，上负荷为固定负荷，即300g左右，下负荷为了平衡套圈的重量做成可调式，下负荷为被测轴承总重×2/3+300g。通过上杠杆7、下杠杆12交替给被测轴承外圈加载，这时传感器把外圈的位移量变成电信号。该电信号再经过交流放大、相敏检波、直流放大，一路由瞬时值表指示出瞬时值，另一路经积分电路求得上下交替，加负荷时将两次测量的平均值保存，经差值电路演算，最后由传感器读出被测轴承的平均游隙值。测量轴承径向游隙时，应满足以下技术要求。

（1）测量球轴承时，应使钢球在内、外圈的沟道中处于自由状态。

（2）被测轴承的内、外圈之间不应倾斜。

（3）内圈不得因测量载荷而产生径向移动。

（4）内圈随旋转轴转动尽可能是一整圈。

图2 X093JB径向游隙测量仪测量原理示意图

4 无负荷测量薄壁轴承径向游隙的特点

（1）以往的X095A游隙测量仪是静态测量，测量负荷一般为5～15kg。X093JB径向游隙测量仪为动态测量仪，即轴承在运转过程中进行测量。动态测量既可以消除摩擦误差，同时又可以通过电路积分和差值演算直接读出游隙平均值。为了使轴承的钢球能处于轴承的底部位置，开始测量前，最好开动电机使轴承先转几周，从而保证钢球与轴承沟道的良好接触。

（2）被测轴承采用了端面定位，安置在导向板上，避免了套圈的倾斜所产生的误差。导向板和上、下滚棒是被测轴承外圈的安装基准，旋转轴轴端和胎具是安装被测轴承内圈的基准，因此，维护、保养它们的工作面是非常重要的。工作面不准敲打和磕碰，测量前应仔细清洗，用后清洗并涂以防锈油。

（3）测量负荷采用了300～500g，这时引起的接触变形极小，可以忽略不计，因此，可以认为该仪器的测值为无负荷游隙值，符合国际标准。加测量负荷时，一定要保证在加下负荷时，上负荷完全卸掉；在加上负荷时，下负荷完全卸掉。

（4）由于被测轴承内圈已紧固而外圈处于自由状态，在调整上负荷杠杆和传感器测头的前后位置时，尽可能使它们处于轴承外圈宽度的1/2处，利用微调机构移动导向板，很容易直观地找到沟底，测出真正的游隙值。

（5）该仪器采用光电同步器，保证被测轴承旋转的圈数与积分控制时间严格同步。仪器应放在无强电、磁场和无强振动的地方。

（6）该仪器也可用于圆柱滚子轴承、双半内圈角接触球轴承等径向游隙的测量。

5 结束语

由于轴承游隙是一项重要的技术指标，游隙合格与否直接影响轴承的精度和使用寿命。在各种机械运动中，只有轴承的精度提高了，才能保证机器向更高的精度及更高性价比等方向发展。采用无负荷方式测量薄壁轴承径向游隙时，避免了外圈变形，保证了径向游隙测值的准确性，仪器测量效率高且使用方便。如在工作中发现测值不稳定，可用实体样圈进行校准。

（编辑：王立新）

图1 砂轮凸度修整器工作原理

单点砂轮凸度修整器的工作原理如图 1 所示。

将靠模架固定在修整器的上平面上，靠模尺固定在靠模架上。靠模尺的凸度曲线，由旋转紧定螺钉调整靠模尺的微量变形，调整靠模尺变形量就是我们所需要的凸度值。靠模指与金刚笔固定在滑块上，沿导轨直线行走即从图中的A点运行到B点靠模指在外力的作用下紧靠在靠模尺上走出凸度曲线修整。轮廓曲线如图 1 所示。

根据凸度曲线方程确定凸度值，在紧定螺钉的作用下靠模尺的变形轨迹为一大圆弧如图 2 所示：半径R与凸度变形量e及靠模尺长度L的关系为：

式中:

e ——凸度变形量/mm,

L ——靠模尺有效长度/mm,

R ——圆弧半径/mm。

在实际应用中，靠模尺的有效长度L要大于砂轮的宽度X，所以，真正反映到砂轮的凸度值ex为：

当磨削同一型号产品时，砂轮的宽度X值是不变的。砂轮的直径D将随着磨削、修整时间的增加而变小。但是砂轮修整器会随机自动补偿，满足工件磨削的进给量。

由公式（2）可见，靠模尺的变形量e与R一定时，砂轮的凸度e随砂轮宽度X的增大而增大，与砂轮的直径D没有关系。

图2 凸度曲线几何关系

4 结束语

将旧设备3MZ2110滚道磨床单点直线修整器进行了改造，安装了靠模尺装置，通过调试，切入磨削出的滚道凸度达到了图纸的设计要求，且节省了改造资金。

（编辑：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.

乔英姿（1968-），女，技师.