圆锥滚子轴承外圈、内组件互换公差带推算

张辉，修军成

(西北轴承股份有限公司 技术中心开发部，银川 750021)

符号说明

E——外滚道直径

ΔT——外滚道直径偏差对装配高的理论影响量

ΔE1，ΔE2——外滚道上、下偏差

ΔE3——外滚道直径偏差实测值

ΔT1，ΔT2——成品装配高上、下偏差

ΔT3，ΔT′3——外滚道直径对装配高上、下偏差的理论影响量

ΔT4，ΔT′4——内组件对装配高上、下偏差的理论影响量

ΔT5——装配高偏差实测值

ΔT6——外滚道直径对装配高的实际影响量

ΔT7——内组件对装配高的实际影响量

α——外滚道圆锥半角

在实际使用中，圆锥滚子轴承可能发生外圈或内组件损坏的情况，为了提高轴承利用率，方便用户更换损坏轴承，圆锥滚子轴承在加工中要求互换。但在加工过程中，外滚道、内滚道、滚子直径和内圈挡边的公差不可能100%加工在设计公差范围内，部分零件不可避免会出现尺寸超差，所以在最终配套后会产生互换和不互换两类轴承。互换是指任意一个外圈与内组件配套后的公称宽度T和其他要求均符合产品图或技术条件规定的公差范围；而不互换只需保证外圈与内组件配套后的公称宽度T即可。在实际加工中，可以通过制作外圈、内组件标准件，压缩标准件检测公差带，尽量避免零件尺寸超差达到互换目的。

1 公差带推算

装配高测量简图如图1所示。

图1 圆锥滚子轴承装配高测量简图

(1)外滚道偏差对装配高的理论影响量为

(1)

即对上、下偏差的理论影响量为

(2)

(2)为了补偿装配高，当外滚道直径为正偏差时，装配高测量值降低；为负偏差时，装配高测量值增加。因此，需对(2)式取相反数，即-ΔT3和-ΔT′3。则内组件偏差对装配高的理论影响量分别为

(3)

ΔT′4=ΔT2-(-ΔT3)=ΔT2+ΔT3。

(4)

(3)当外滚道直径偏差区间为负或上、下偏差为正、负偏差时，外滚道磨削时一般按负偏差加工，可避免套圈发生过磨，便于不合格品修复；若外滚道直径上、下偏差都是正偏差，则外滚道实测值取正偏差。即外滚道偏差对装配高的实际影响量为

(5)

(4)内组件偏差对装配高的实际影响量为

ΔT7=ΔT5-(-ΔT6)=ΔT5+ΔT6。

(6)

则互换圈的检测公差带确定如下：用做好的标准外圈检测待测内组件，装配高的公差带为(ΔT′4-ΔT6)～(ΔT4-ΔT6)；用做好的标准内组件检测待测外圈，装配高的公差带为(-ΔT3+ΔT7)～(-ΔT′3+ΔT7) ，取两个公差带的交集，即为互换圈的检测公差带ΔT测。实际做出的互换圈是将装配高T的下偏差压缩，以保证检测公差范围内的所有轴承均可互换。

2 应用举例

(1)由(2)式得外滚道偏差对装配高的理论影响量为

(2)由(3)和(4)式得内组件偏差对装配高的理论影响量为

ΔT4=0.35-0.18=0.17 mm，

ΔT′4=-0.25+0.09=-0.16 mm。

(3)由(5)式得外滚道偏差对装配高的实际影响量为

(4)由(6)式得内组件偏差对装配高的实际影响量为ΔT7=0.15-0.05=0.1 mm。

则用做好的标准外圈检测内组件时装配高公差带为(-0.16+0.05)～(0.17+0.05) mm，即-0.11～+0.22 mm；用做好的标准内组件检测外圈时装配高公差带为(-0.09+0.1)～(0.18+0.1) mm，即+0.01～+0.28 mm；取交集得装配高检测公差带ΔT测为+0.01～+0.22 mm。

3 结束语

圆锥滚子轴承在实际应用中要求互换，可通过制作外圈和内组件检测标准件，压缩轴承宽度公差带来实现。不单独分析内滚道偏差、内圈大挡边高度偏差、滚动体直径偏差对装配高的影响，而是将内圈、保持架及滚子当做一个整体内组件，通过测量内组件与外圈配套后的轴承装配高偏差，间接分析了内组件对装配高的影响量。该方法方便成品车间选配组装，提高了生产效率，在实际生产中应用良好。