推力球轴承滚道直径测量方法的改进

冯海丰，卞玉霞，王书群

推力球轴承滚道直径测量方法的改进

冯海丰1，卞玉霞2，王书群3

(1.哈尔滨轴承集团公司 销售部，黑龙江 哈尔滨 150036;2.中航工业哈尔滨轴承有限公司 工程技术部，黑龙江 哈尔滨150036; 3.哈尔滨轴承集团公司 质量控制部，黑龙江 哈尔滨 150036)

推力球轴承套圈滚道直径尺寸原来采用片形滚道直径样板测量，只能定性判断滚道直径尺寸合格与否；测量滚道直径尺寸时，若样板没通过套圈中心则影响测量精度。针对存在的问题，对测量方法进行了改进，用仪表测量代替样板测量，使测量精度与合套率大大提高。

推力球轴承；滚道直径；样板测量；仪表测量

1 前言

推力球轴承只适用于承受轴向负荷、转速较低的机件上，其应用广泛。例如起重机吊钩、立式水泵、立式离心机、千斤顶、低速减速器等。该类轴承一般是由轴圈、座圈组成，对轴圈和座圈的滚道直径尺寸要求很高，如果轴圈和座圈滚道直径尺寸一致性不好，会直接影响轴承的寿命。无保持架，钢球在沟道中是满球状态，如图1所示，为不带保持架的推力球轴承的结构形状及套圈的滚道直径尺寸D。

图1 推力球轴承的结构形状

2 推力球轴承的结构

推力球轴承是一种分离型轴承，一般是由轴圈、座圈、保持架和钢球组成。有带保持架的推力球轴承，轴圈、座圈可以和保持架、钢球的组件分离，有些推力球轴承只有轴圈、座圈和钢球，

3 改进前的测量方法

一般都是采用片形滚道直径样板测量推力球轴承套圈滚道直径尺寸，片形滚道直径样板的结构形式如图2所示。该样板的厚度n为3mm,样板分为大范和小范，带圆形豁口的一面为小范，小范尺寸M为滚道直径尺寸D的最小值，M=D+Δ1；不带圆形豁口的一面为大范，大范尺寸b为滚道直径尺寸D的最大值，b=D+Δ2。

图2 片形滚道直径样板的结构形式

采用片形滚道直径样板测量推力球轴承套圈滚道直径尺寸的测量原理，如图 3所示。将样板的大、小范分别放在被测的推力球轴承套圈的沟道中，并且使样板尽可能通过被测轴承套圈的中心。若样板大范的R面与靠近外径方向的沟道接触，表明滚道直径尺寸合格; 若样板大范的R面与靠近内径方向的沟道接触，表明该被测轴承套圈滚道直径尺寸加工大了，为不合格品；若样板小范的R面与靠近内径方向的沟道接触，表明滚道直径尺寸合格；若样板小范的R面与靠近外径方向的沟道接触，表明该被测轴承套圈滚道直径尺寸加工小了，为不合格品。此种片形滚道直径样板只能定性判断推力球轴承套圈滚道直径尺寸合格与否，若用样板测量轴圈和座圈的滚道直径尺寸都在合格范围，但一个偏大、一个偏小，此时将轴圈和座圈合套后，轴承在运转过程中套圈磨损的就快，直接影响轴承的使用寿命，为此，推力球轴承在合套时，必须选择一组相匹配的轴圈和座圈进行合套，才能提高推力球轴承的使用寿命。因此，对用样板测量推力球轴承套圈滚道直径尺寸的方法必须改进。

图3 改进前测量推力球轴承滚道直径尺寸的方法

4 改进后的测量方法

由于采用样板只能定性判断推力球轴承滚道直径尺寸合格与否，不能测出滚道直径尺寸的实际数值，因此，为了快速测出推力球轴承套圈的滚道直径尺寸，自行设计了简易的测量装置，通过标准件进行比较测量，可以直接测量推力球轴承套圈的滚道直径尺寸的实际值，为轴承装配合套提供了有效数据。

图4 改进后测量推力球轴承滚道直径尺寸的方法

如图 4所示为采用测量仪表结构的测量装置原理图。该装置主要由测量仪表、固定测头和活动测头组成，固定测头用螺钉紧固在仪表的表杆上，活动测头用螺钉紧固在仪表活动端的支杆上。测量前，根据被测轴承型号，首先选取与被测套圈沟R尺寸相匹配的曲率球，曲率球尺寸为沟R尺寸的最小值，分别安装在固定测头和活动测头上，再从被加工的产品中挑选一个加工精度高的产品作为首件，将首件送到计量室计量，计量合格后作为标准件。在测量推力球轴承滚道直径尺寸时，将固定测头和活动测头均放在被测套圈的沟道内，并保证两测头通过套圈的中心，先用标准件进行对表，然后再进行测量，套圈滚道直径尺寸的变化量就会通过测量仪表反映出来，可以直接测出推力球轴承滚道直径尺寸的实际数值。测量过程中，分别对推力球轴承套圈轴圈和座圈的滚道直径尺寸进行分选，在尺寸公差范围内分为几组，在装配合套过程中，挑选匹配的轴圈和座圈滚道直径尺寸进行合套，大大提高了合套率。

推力球轴承在合套时常因轴圈和座圈滚道直径尺寸相差太大，使轴承在运转过程中很快地被磨损，直接影响轴承的寿命，因此，采用改进后的测量装置进行测量，既能准确判断出被测轴承套圈滚道直径尺寸合格与否，又能快速测出轴圈和座圈的滚道直径尺寸，通过分选，选出滚道直径尺寸基本一致的一组进行合套，提高了轴承装配过程中的合套率。由于采用样板测量时，一次合格率仅为60%，采用改进后方法测量，一次合格率可以提高到90%以上，所以，采用改进后的测量方法更加合理。

5 结束语

该装置具有操作简单、测量准确，减少了人为误差、通用性强等特点，提高了测量效率，很好地满足了生产需要。尤其在测量大型轴承套圈时，由于搬动套圈困难，设计一些简易的测量装置，既可节省成本，又提高了套圈测量精度，在今后工作中需不断地探索和尝试。但推力球轴承在使用时常因轴承的轴圈和座圈的内径不同心，产生安装偏差，结果使轴承在运转过程中很快地被磨损，因此保证轴圈和座圈的同心度也非常重要。

（编辑：钟 媛）

图5 过渡盘结构

由前述可知，磨削挡边存在着一些问题，采用不同的夹具硬车挡边代替磨削挡边，下面将两种硬车挡边与一种磨削挡边的方法进行比较，找出其中的优缺点，见表 1。

4 结束语

表1 硬车方法与磨削方法比较

通过表1三种加工方法的对比发现，上述两种硬车方法都能应用。如果挡边留量充足、产品精度要求高、换活又比较频繁时建议先采用三爪夹盘加工方法（因为三爪夹盘换活时，只需将夹爪更换即可），将多余留量车削掉，再采用磨削方法，这样既保证了加工质量又保证了加工效率。如果平行差要求较为严格（0.01mm以内）、挡边留量又不大时，采用弹簧夹盘比较合适；如果平行差要求非常严格（0.005mm以内）时，挡边留量又不大时（例如挡边修磨），则只能用磨削方法来加工。

（编辑：钟 媛）

Improvement for measurement method of thrust ball bearing raceway diameter

Feng Haifeng1,Bian Yuxia2,Wang Shuqun3
(1. Market Department,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2. Engineering Technology Departmert,AVIC Harbin Bearing Co.,Ltd.,Harbin 150025,China;3. Department of Quality Control, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China)

The sheet shaped raceway diameter model was originally used to measure thrust ball bearing raceway diameter size. This method can only determine whether qualifed diameter size. In the measurement of raceway size, if the sample is not through the ring center ,the accuracy of measurement will be infuenced. In view of the existing problems,the measurement method was improved.Using meter measurement instead of sample measurement, the measurement precision and ftting rate were greatly improved.

thrust ball bearing; raceway diameter; sample measurement; meter measurement

TH 133.33+1

B

1672-4852（2015）01-0030-02

2014-11-10.

冯海丰（曾用名：冯海涛，1964-），男， 工程师.