三排滚子转盘轴承端面不重复性误差的分析

马忠义，王一多，张海燕

（瓦房店轴承集团有限公司 特种精密轴承分公司，辽宁 瓦房店116300）

三排滚子转盘轴承端面不重复性误差的分析

马忠义，王一多，张海燕

（瓦房店轴承集团有限公司 特种精密轴承分公司，辽宁 瓦房店116300）

针对三排滚子转盘轴承不重复性误差超过用户需要的问题，经分析后发现，该问题是由于推力滚道里外差偏大（0.03mm，公差规定0.04mm，没有超差），使滚子与外圈推力滚道的接触面仅为30%引起的。对外圈推力滚道进行了返修处理，使里外差控制在0.009mm以内，满足了用户需要。

三排滚子转盘轴承；不重复性误差；推力滚道里外差；滚子旋转稳定性；滚子轴向偏移

1 前言

内、外圈端面跳动及内、外圈径向跳动是三排滚子转盘轴承旋转精度非常重要的几项检测内容。轴承旋转精度数值的大小与轴承套圈端面、滚道、内径、外径的加工精度息息相关。本文所要讨论的一个检测项目“端面不重复性误差”对于三排滚子转盘轴承是一个全新的检测项目，在以前从未涉及过，是用户根据轴承的精度、不同的使用气候、特殊的使用部位、轴承运转情况等提出的一个具有个性化要求的检测项目。

2 问题的提出

某三排滚子转盘轴承外径大于1.5m,除了内圈端面跳动、外圈端面跳动、内圈径向跳动、外圈径向跳动、轴向游隙、径向游隙等几个常规的检测项目外，用户还提出了个性化检测要求，即要求检测端面不重复性误差（端面跳动差值）。轴承端面不重复性误差及其具体测量方法如下。

当检测外圈端面不重复性误差时，首先将外圈端面圆周方向均布分成16处（如图1所示），并用笔在端面上做好各个点位的标识1、2、3、4、5……15、16。测量时，将带有千分表的磁力表架磁盘吸附在轴承内圈端面上，千分表测头被置于外圈端面所示位置（如图2所示），固定轴承内圈不动，使轴承外圈在一均匀外力作用下匀速旋转，然后记录外圈旋转到每一点时千分表的读数；继续保持轴承同一转速旋转，记录第二圈16点处千分表的读数。轴承旋转两圈各点所测数值控制在如下范围：|第一圈各点数值-第二圈各点相对应数值|≤0.005mm。

如第一圈第3点处数值是+0.007mm，第二圈第3点处数值是+0.017mm，|第一圈数值-第二圈相对应数值|=|0.007-0.017|=0.01＞0.005mm，不合格。

轴承组装后各项旋转精度检测均在公差要求范围内，但外圈端面不重复性误差有14点不符合要求，具体检测数据见表 1。

图1 外圈端面均布16测量点示意图

图2 端面不重复性误差测量示意图

3 分析与解决方法

轴承拆套后对三个套圈的所有检测项目进行了复检，各项形位精度均在产品图纸要求公差范围内，其中三个套圈推力滚道检测数据是：两个内圈推力滚道的平行差和里外差（测量示意图见图 3）是0.01mm（标准要求0.03mm），外圈推力滚道的平行差及里外差是0.03mm（标准要求0.04mm），全部在产品图纸要求的形位公差范围内。

表1 检测数据/μm

接下来的分析中发现，滚子与外圈推力滚道的接触面仅为30% ，由此得出结论：由于受推力滚道里外差偏大的影响，轴承在旋转过程中，滚子与套圈滚道的接触形式不稳定，使原本沿滚道均匀转动的滚子在转动过程中位置沿滚道径向发生了一定的位移，这样当轴承旋转完一圈再旋转第二圈时，滚子在滚道的位置已发生变化，在位置a与b（如图3所示）之间发生不规则的往复移动，滚子位置的变化导致了各点端面测值的变化。

根据以上的分析，对外圈推力滚道进行了返修处理，里外差控制在0.009mm以内。

图3 滚子在外圈推力滚道上位置变化示意图

测量里外差方法：将千分表的侧头从推力滚道的位置 a 移动到位置 b 后，表显示数值之差即为里外差，如图4所示。

图4 外圈推力滚道里外差测量示意图

轴承再次组装后进行了端面不重复性误差的检测，16处第一圈与第二圈的各点数值之差有7处是0，有5处是0.001mm，有4处是0.002mm，有效地保证了用户的检测要求。

4 结束语

由以上分析得出结论，轴承端面不重复性误差的大小与推力滚道的里外差有直接关系，因为里外差数值直接影响滚子与推力滚道之间的接触面积大小，影响滚子在推力滚道中旋转的稳定性，影响滚子是否发生大的轴向偏移。端面不重复性误差的检测项目对于高精密三排滚子轴承很有必要，即使测量轴承旋转精度完全符合图纸要求，也不能完全保证轴承使用中运转平稳，这也给轴承设计者提出了一个需要思索的设计理念，即端面不重复性误差对于轴承的使用寿命及稳定性意义重大。

（编辑：钟 媛）

Analysis of unrepeatable error of three row roller slewing bearings end face

Ma Zhongyi, Wang Yiduo, Zhang Haiyan
( Special Precision Bearing Branch ,Wafangdian Bearing Group Co., Ltd., Wafangdian116300,China )

The unrepeatable error of three row roller bearings exceeds the user's requirement. After analysis, it was found that the problem was caused by the thrust raceway internal and external dimensions difference large (0.03 mm, the tolerance of 0.04 mm, no over difference),making the contact surface of the roller and outer ring thrust raceway only 30%. Therefore, the outer ring thrust raceway was reprocessed, so that the internal and external dimensions difference was controlled within 0.009mm, which met the user needs.

hree row roller slewing bearings; non-repetitive errors; internal and external dimensions difference of thrust raceway; roller rotation stability; roller axial displacement

TH133.33+2

B

1672-4852（2017）02-0030-02

2017-05-28.

马忠义（1966-），男，工程师.