重载荷复杂结构双列角接触球轴承凸出量的测量

曲红利，刘辉军，闫继山，刘友国

(洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471009)

1 轴承结构简介

某型双列角接触球轴承的结构如图1所示，外形尺寸D×d×C为φ200 mm×φ120 mm×70 mm，在预载荷F1=250 N时装配高T为(70±0.02) mm。

图1 某型号轴承结构示意图

如图2所示，产品要求在预载荷F=24 500 N时，分别测量三点接触列内侧半内圈端面与外圈大端面的距离f2和角接触列内圈内侧端面与外圈大端面的距离f1，并保证两者差值(f2-f1)的范围为0～0.008 mm，其中内圈宽度为B，双半内圈宽度为2B1。

图2 凸出量测量示意图

JB/T 10186—2010《滚动轴承 组配角接触球轴承 技术条件》中将轴承凸出量定义为：对轴承施加预载荷后，轴承同一端面处内圈端面凸出外圈端面的距离。则f2，f1和T均与凸出量有关。

有凸出量要求的一般为单列球轴承，单套轴承测量组配面凸出量，然后成对或三联、多联组配。现有凸出量测量仪大多为气动加载方式，所加载荷及测量范围有限，内径120 mm轴承进行凸出量检测时所加最大载荷一般为3 250 N，此轴承结构复杂，测量载荷大,测量项目多且计算复杂,精度要求高，为国内少见。

2 测量原理

针对该双列角接触球轴承，选择自主研制的M804凸出量测量仪进行测量，测量原理如图3所示，装配高T与f1的测量原理相同，只是所加载荷由24 500 N变为250 N。

图3 凸出量测量原理图

M804凸出量测量仪采用液压加载方式，加载范围大且稳定可靠，测量精度高，重复测量精度可达0.001 mm。液压缸直径为160 mm，稳定加载范围为0～2.2 MPa，即可加载0～44.2 kN。其中，测量过程中的24 500和250 N载荷对应的加载值分别为1.22和0.012 MPa。

M804的加压方式由下而上：即芯轴台支承轴承内圈，压盘加在外圈进行加载，凸出量仪表放置在内圈端面的量盘中间，测量轴承上表面内、外圈端面中心部位的落差。

3 专用测量附件

由于该双列角接触球轴承结构复杂，需根据M804仪器平台与仪表架之间的最大高度、产品外形尺寸和测量原理综合设计专用附件。

根据图3所示测量原理，测量f2时所需附件为压盘(高度76 mm)、量盘(高度40 mm)、芯轴(有效高度25 mm)和对零标准件(高度为轴承总高70 mm的1/2)；测量f1时所需附件为压盘(高度49 mm)、量盘(高度21 mm)、芯轴(有效高度40 mm)、对零标准件(高度为轴承总高70 mm)和标准高度圈(高度35 mm，鉴定实测值尺寸公差)。各附件实物如图4所示。

1—压盘；2—芯轴；3—对零标准件；4—标准高度圈；5—量盘图4 凸出量测量附件实物图

因凸出量测量要求严格，专用测量附件亦要求高精度，所有高度标准件、量盘等附件的平行差、平面度均要求小于0.001 mm，芯轴等附件的垂直差要求小于0.01 mm。按照以上尺寸、精度加工的测量附件，才能保证产品在测量过程中能有足够的空间取放，不与产品干涉，并保证测量的精度要求。

4 凸出量的测量和计算

根据凸出量测量原理，使用专用测量附件对产品进行凸出量测量。先测量f2，再测量f1，修磨内圈非基面使(f2-f1)满足0～0.008 mm，最后测量装配高T。具体测量过程如下：

1)测量f2，根据对零标准件对零后获得测量值，则f2=2B1-测量值(带正、负号)。因修磨的是内圈非基准面，所以修磨前后f2的检测数值不变，检测一遍即可。

2)测量f1，根据对零标准件对零后，在产品上添加标准高度圈(鉴定值：35 mm+0.002 mm)测量，则f1=标准高度圈鉴定值-测量值(带正、负号)。

3)测量T，(f2-f1)修磨合格后，T=B+标准高度圈鉴定值(35 mm+0.002 mm)-测量值(带正、负号)。由于该测量值在(f2-f1)修磨合格后不变化，因此计算后装配高T与标准值的差值即为内圈基准面所需修磨量，根据该值修磨内圈基准面后即可得到满足测量精度的装配高。

测量时，每项测量3次后取平均值，实际测量中重复性误差只有0.001 mm，套圈的宽度公差也取平均值，且两端面间平行差控制在0.002 mm以内，因此测量完全能够达到产品精度要求。具体测量和计算见表1和表2。

表1 f2和f1的测量计算 mm

表2 T的测量及内圈宽度B的修磨 mm

5 结束语

根据需测量产品的外形尺寸和凸出量要求，利用自主研制的可施加重载荷的M804液压凸出量测量仪确定了凸出量的测量原理及计算方法，设计了高精度、结构合理的专用测量附件，对重载荷复杂结构双列角接触球轴承进行测量，并根据计算结果对内圈端面进行修磨，使产品满足了凸出量要求。此种测量原理和方法适用于各种载荷下双列角接触轴承的凸出量测量和计算，只是需要根据轴承外形尺寸设计专用测量附件，另外，由于凸出量测量的各项要求不同，计算方法也有所变动。