NJG型满装圆柱滚子轴承外圈滚道直径公差的确定

2018-07-26赵丽王学辉

轴承 2018年5期

赵丽，王学辉

（1.北方民族大学机电学院，银川 750021；2.宝塔实业股份有限公司，银川 750021）

NJG型轴承为外圈双挡边、内圈单挡边的满装圆柱滚子轴承，除承受径向载荷外还可承受单个方向的轴向载荷，主要用于低速、重载工况。该类轴承主参数的设计方法可参考文献［1］，但设计后轴承装配的难易程度尚未进行分析。轴承外圈滚道直径公差关系着该类轴承合套时最后一粒滚子装配的难易程度，若公差设计不合理，在装最后一粒滚子时需施加较大的外力，可能会损伤最后一粒滚子及滚道接触面；装配时外圈还需加热，影响装配效率；装配后滚子不能自锁，会出现散套。故有必要对外圈滚道直径公差进行分析。

1 NJG型满装圆柱滚子轴承主要结构参数的设计

NJG型满装圆柱滚子轴承结构如图1所示，滚子组节圆直径为［2］

图1 NJG型满装圆柱滚子轴承结构Fig.1 NJG type full complement cylindrical roller bearing

式中：Dw为滚子直径；Z为滚子个数。

外圈滚道公称直径为

内圈滚道公称直径为

滚子组公称内径为

若要求内圈互换，则滚子组公称内径为

轴承内圈滚道公称直径为

式中：Gr为径向游隙。

上述仅给出了与滚子装配有关的轴承主要结构参数及公差的计算方法。滚子直径公差可参考GB／T 4661—2015《滚动轴承圆柱滚子》按滚子直径规值对滚子直径公差进行分组。由（5）～（8）式可知，外圈滚道直径偏差确定后即可得到滚子组公称内径及内圈滚道公称直径偏差，其余轴承相关参数的计算方法可参考文献［1］。

2 外圈滚道直径公差的理论计算方法及验证

2.1 理论计算

根据实际装配经验，对于滚子数为13～21的NJG型满装圆柱滚子轴承，滚子自锁量的取值范围为0.15～0.30 mm时，最后一粒滚子装配相对容易，滚子自锁量为［2］

则最大值应满足

最小值应满足

通过（10），（11）式可计算滚子组节圆直径公差，外圈滚道直径公差与滚子组节圆直径公差相同。

2.2 验证方法

验证外圈滚道直径公差合理性的方法（作图法）：在CAD软件下，以滚子组节圆直径为直径画圆；在该圆上任取一点以滚子直径为直径画圆，选取阵列命令，在环形阵列状态下，选取圆，阵列总数为Z-1，阵列角度为2（Z－2）arcsin）；最后以空缺的空间相邻的两圆圆心为端点画线段，以线段中点为圆心，以Dw为直径画圆，该圆与相邻两圆相交，如图2所示。测量自锁量δ，与理论计算值不大于0.01，说明计算方法正确。

图2 验证方法示意图Fig.2 Diagram of verification method

通过多组数据进行验证，发现通过上述方法确定的外圈滚道直径公差满足要求。

3 实例分析

以某汽车用满装圆柱滚子轴承NJ 2308X3 V为例分析，轴承主要结构参数为：内径为40 mm，外径为94 mm，宽度为30 mm，内圈装配倒角为4 mm，外圈装配倒角为1.5 mm，径向游隙Gr为0.060～0.085 mm，滚子直径为16 mm，滚子直径公差为16＋0.005-0.010mm，滚子长度为20 mm，滚子个数为13，滚子组节圆公称直径为67.1 mm，外圈滚道公称直径为83.1 mm，滚子组公称内径为51.1 mm，内圈滚道公称直径为51.1 mm。参考GB／T 4661—2015按滚子直径规值对滚子的直径公差按0.003 mm分组，见表1。再通过（5）～（10）式得到与滚子装配有关的主要结构参数的公差见表1。