大型深沟球轴承径向游隙的测量

查荣明，白彩虹

大型深沟球轴承径向游隙的测量

查荣明1，白彩虹2

（1.哈尔滨哈轴精密滚子制造有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036；2.哈尔滨轴承集团公司 技术中心，黑龙江 哈尔滨150036）

大型深沟球轴承外形尺寸大、质量重，其径向游隙在现有仪器上无法得到准确的测量。根据该类轴承的特点与国家标准，对现有测量仪器进行了改进，设计了加载装置，使轴承按照规定的加载量进行加载，保证了径向游隙的准确测值。此种测试方法使用方便、测量效率高。

大型深沟球轴承；径向游隙；加载装置；测量

1 前言

大型深沟球轴承，如图 1 所示，一般指外径尺寸超过280mm以上的轴承。由于大型轴承尺寸大，质量重，与中、小型轴承的检测方式存在一定差别，故其检测工作有其特殊性。目前，我厂现有的X095A仪器，最大只能测量外径尺寸280mm以内的轴承，对外径尺寸超过280mm以上的大型深沟球轴承，检测轴承径向游隙的方法还是一个空白，急需开发研制测量特大型深沟球轴承径向游隙的方法。

图1 大型深沟球轴承

2 大型轴承测量的特点

大型轴承的成品检查，主要靠检查零件来保证，装配后一般不再检查。游隙是滚动轴承配合的一个重要技术参数，其大小是由内、外圈沟径和钢球选配决定的，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。游隙过小，会造成磨耗发热，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，大型深沟球轴承的径向游隙是必检项目。中、大型轴承径向游隙都是在X095A上测量，但X095A的气动上、下加载力最大只能加到10×9.8N, 由于大型轴承自重较重，有些轴承外组件的重量已经超过10×9.8N，测量过程中所施加的下加载力已无法将轴承完全顶起，这就导致此产品无法在X095A上正常测量径向游隙，因此，必须重新设计一套加载装置保证径向游隙的测量，为以后开发研制大型轴承奠定测量基础。

3 大型深沟球轴承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。

由于行业上没有测量大型轴承的径向游隙仪器，一般都是采用手推法测量该轴承的径向游隙，如图 2 所示，即将被测轴承2的内圈用压板3通过紧固螺钉 4 固定在工作台1上，测量仪表5的表尖置于外圈宽度中部的外表面上，在与指示仪表测杆相同的径向方向上，对外圈反复施加足够的径向载荷，使外圈从一个极限位置移到另一个极限位置，外圈在径向的移动量通过测量仪表反映出来，测量仪表反映的最大值与最小值之差即为径向游隙值Δ。为了保证测量的径向游隙值准确，一般应在每隔120°的三个不同位置处测量三次径向游隙值，取三次测量结果的平均值作为该轴承的径向游隙值。测量时，由于被测轴承是水平放置，既不能保证钢球处在沟底状态，而且，还存在人为因素的影响，不同人员对同一被测轴承所施加的力也各不相同，测量出的径向游隙值也有差异，导致测值不精确。

图2 手推法测量径向游隙的原理

为避免人为因素造成的测值不准，对X095A仪器进行了改造，在该仪器上设计了加载装置，测量原理如图3所示。将测量心轴2固紧在X095A仪器架体1的孔内，把被测轴承4放在测量心轴上，并用紧固螺钉6通过压板5将被测轴承内圈固定，测量时，搬动手柄使凸轮9将杠杆8顶起，下负荷不起作用，只有上负荷起作用，利用轴承自身重量作为上负荷进行加载，上载荷力F上为压在被测轴承上的上负荷块7的重量加上轴承外组件的重量，其中，外组件的重量为轴承外套、保持器及钢球的总重量。此时，在上负荷力的作用下，被测轴承外圈移向一个相反的径向极限位置，测量仪表3反映出一次数值；再搬动手柄将杠杆8落下，下负荷块10通过杠杆的作用对被测轴承施加下载荷力F下，要想使被测轴承外圈移向另一个相反的径向极限位置，下载荷力必须要大于上载荷力，且下载荷力必须是上载荷力的2倍，才能保证对被测轴承所施加的上、下载荷力相等，即F下=2F上。此时，测量仪表3又反映出一次数值，两次数值之差就是被测轴承准确的径向游隙值。

图3 改进后的径向游隙测量仪测量原理

规定测量载荷的目的是使测量中的轴承各零件相互处于正常接触状态，保证获得稳定测值。现以6230为例，标准规定施加于该被测轴承的测量载荷量为15×9.8N。上载荷力F上为压在被测轴承上的上负荷块7的重量加上轴承外组件的重量，其中，外圈重量为5.83×9.8N、保持架重量为0.44 ×9.8N、钢球总重量为2.19 ×9.8N，经计算得出外组件的重量为8.46 ×9.8N，为获得15×9.8N的上载荷力，必须要在被测轴承上再加上6.54 ×9.8N的上载荷块的重量，F上=8.46×9.8N+6.54×9.8N=15×9.8N，才能保证加在被测轴承上的上载荷力F上为15×9.8N。上载荷力始终是加在被测轴承上的，下载荷力必须是上载荷力的2倍，才能保证对被测轴承所施加的上、下载荷力相等。采用下负荷加载装置，选择10 ×9.8N下载荷块的重量，通过杠杆比3: 1算出施加在被测轴承上的下载荷力F下=3/1×10 ×9.8N=30 ×9.8N，即F下=2F上，30 ×9.8N下载荷力冲抵15×9.8N的上载荷力，使加在被测轴承上的纯下载荷力仍为15×9.8N。被测轴承按标准规定的测量载荷量加载，保证了大型深沟球轴承径向游隙的测值准确。

为了保证测量的径向游隙值准确，一般需在外圈径向方向每隔120°的三个不同位置处测量三次，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。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，重新对表进行测量。

4 结束语

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。大型深沟球轴承采用此种加载方式可准确测出径向游隙的具体数值，且使用方便，易于调整，也可在行业中推广使用。

（编辑：钟 媛）

Measurement on radial clearance of large deep groove ball bearing

Zha Rongming1,Bai Caihong2
(1.Harbin Hazhou Precision Roller Manufacturing Co.,Ltd.,Harbin 150036,China;2.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China)

With the features of large size and great weight, the radial clearance of large deep groove ball bearing couldn’t be measured accurately with current instrument. According to the features of this bearing and national standard, the current instrument was improved. The design of a loading device made bearing be loaded under stipulated loading amount, so that accurate measurement of radial clearance was guaranteed. This measuring method was convenient in use and effcient.

large deep groove ball bearing; radial clearance; loading device; measurement

TH 133.33+1

B

1672-4852（2015）01-0035-02

2015-03-09.

查荣明（1989 -），男，技师.