双半内圈角接触球轴承径向游隙测量方法的改进

李桂云，王运滨

（哈尔滨轴承集团公司 质量管理部,黑龙江哈尔滨150036）

1 前言

随着轴承应用场合的不同，轴承形状与种类越来越多，有些轴承的内圈是两半的。有一种双半内圈角接触球轴承，在测量其精度时要先把轴承两内圈固定，视为一个整体。为了保证轴承质量，轴承游隙被确定为主要检测项目，制造轴承时在轴承套圈与滚动体之间要预留适当的间隙，以防止轴承在安装过程中因过盈配合的胀缩以及运转中因轴承温升的热胀而影响轴承正常运转。

2 双半内圈角接触球轴承的结构特点

双半内圈角接触球轴承的内圈是两个半圈，且外圈还带有凸缘。该类轴承属于三点角接触球轴承，其结构如图1所示。

图1 双半内圈轴承结构图

三点角接触球轴承是指在未承受轴向力时钢球与外圈、双内半圈形成三点接触，而在工作中承受轴向力时钢球与外圈、一内半圈形成二点接触。轴承在工作中要避免造成多点接触而发生失效，径向游隙是关键，因此，规定了最小径向游隙值。在航空发动机主轴上一般选择三点角接触球轴承，这样可以减小轴系受外力作用时的窜动量，维持轴系的平稳、正常运转，三点角接触球轴承可承受双向轴向载荷。

游隙是滚动轴承配合的一个重要技术参数，由内、外圈沟径和钢球选配决定，且直接影响轴承的振动、噪音、使用寿命和机械运转精度等技术性能。轴承在高温下工作，其各零件尺寸都发生了变化，与轴承相配合的轴和壳体尺寸也都发生了变化，它们之间相互作用，从而最终影响到轴承的径向游隙。对双半内圈轴承游隙要求很高，游隙过小，轴承旋转时摩擦发热，温升高，产生热轴现象，甚至使轴承在运转中发生咬死现象；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。在制造过程中，该类轴承的径向游隙是必检项目。

3 仪器改进前径向游隙的测量方法

轴承的径向游隙是指将轴承的内圈固定，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。

由于双半内圈角接触球轴承的内圈是两半的，在测量时，必须把轴承的两内圈先固定在一起，形成一个整体，达到可视为一个套圈的状态，然后对其测量。测量方法如图2所示。

图2 改进前径向游隙测量方法

将测量心轴2插入仪器架体的孔内，手柄座8通过螺纹与心轴相连，选择与被测轴承内径尺寸相同衬套，先将被测轴承5放在衬套上，然后使衬套与被测轴承一起放在测量心轴上，根据被测轴承的内外径尺寸选择合适的挡板6，将挡板插入心轴的卡槽内，通过扳动手柄7，带动手柄座转动，从而使心轴向左移动，心轴带动挡板将被测轴承两半内圈固定，使两半内圈形成一个整体。被测轴承外圈从一个极限位置移到相反的极限位置，移动的距离就是被测轴承的径向游隙值，即测量仪表4反映的两次数值之差就是径向游隙值。

4 仪器改进后径向游隙的测量方法

由于双半内圈角接触球轴承的内圈是两半的，在测量时，必须把轴承的两内圈先固定在一起，形成一个整体，达到可视为一个套圈的状态，然后对其测量，测量方法如图3所示，将测量心轴2插入仪器架体1的孔内，并用紧固螺钉8将测量心轴紧固在仪器架体上，然后把被测轴承5放在衬套3上，使衬套与被测轴承一起放在测量心轴上，测量心轴内孔带有螺纹，将紧固螺钉7拧入测量心轴的螺纹孔中，根据被测轴承的内外径尺寸选择合适的压板6，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，使两半内圈形成一个整体。被测轴承外圈从一个极限位置移到相反的极限位置，移动的距离就是被测轴承的径向游隙值，即测量仪表4反映的两次数值之差就是径向游隙值。改进前由于测量心轴较长，在安装被测轴承时比较麻烦，且结构复杂，测量效率低。

改进后装卡被测轴承非常方便，结构简单，测量效率高。

图3 改进后径向游隙测量方法

由于轴承套圈滚道形状误差、滚动体形状误差和滚动体尺寸差的存在，在轴承圆周的不同角度方向的径向游隙可能是不一样的，为了保证测量的径向游隙值准确，一般需在外圈径向方向间隔120°的三个不同位置处测量，取三次测量结果的平均值即是该轴承的径向游隙值。

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。

测量不同型号的轴承径向游隙时，需换与其轴承内径尺寸相一致的测量心轴和压板，重新调整仪器，把被测轴承放在心轴上，用紧固螺钉将压板压在被测轴承内圈上，将轴承固定，重新对表进行测量。

5 结束语

双半内圈角接触球轴承主要应用在航空发动机主轴上，轴承质量的好坏直接影响发动机的性能和可靠性，特点是能承受较大的双向推力载荷，也能承受一定的径向载荷，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。有了高精度轴承，才能保证机器向更高的转速、更高的精度、更强功能以及更高性价比等方向发展。