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      NJ型圓柱滾子軸承軸向凸出量的控制

      2014-07-21 09:35:26周百嶺王學(xué)輝王艷玲
      軸承 2014年12期
      關(guān)鍵詞:滾子內(nèi)圈外圈

      周百嶺,王學(xué)輝,王艷玲

      (西北軸承股份有限公司,銀川 750021)

      符號(hào)說明

      a11——外圈基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾?/p>

      a12——外圈非基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾?/p>

      a21——內(nèi)圈擋邊寬度

      C——外圈寬度

      E——軸承滾道寬度

      Lw——滾子長(zhǎng)度

      Δ——軸向凸出量

      圓柱滾子軸承內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造精度較高,承載能力大,剛性好,應(yīng)用十分廣泛。尤其在不需要軸向引導(dǎo)的場(chǎng)合,采用浮動(dòng)軸承配置是一種經(jīng)濟(jì)的解決方法。浮動(dòng)軸承配置在結(jié)構(gòu)上與間隙可預(yù)調(diào)軸承類似,但其軸要利用軸向游隙s相對(duì)軸承座移動(dòng)。s值由引導(dǎo)精度確定[1],需保證即使在不利的熱工況下也能防止軸承產(chǎn)生有害的軸向預(yù)載荷。

      在裝有NJ型圓柱滾子軸承的浮動(dòng)軸承配置中,長(zhǎng)度變化在軸承中進(jìn)行補(bǔ)償。內(nèi)圈和外圈均可過盈配合。

      1 問題的提出

      圓柱滾子軸承軸向凸出量測(cè)量方法如圖1所示,3點(diǎn)水平均勻支承軸承外圈,使內(nèi)圈帶擋邊端面朝上,測(cè)量?jī)?nèi)、外圈同側(cè)端面高度差,即內(nèi)圈端面相對(duì)外圈端面的凸出量,凸出量有正、負(fù)。

      圖1 圓柱滾子軸承軸向凸出量測(cè)量原理

      主機(jī)用戶裝機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)裝在同一軸上的2套NJ2240軸承軸向凸出量差異(離散性)較大,需對(duì)軸承零件選配才能滿足主機(jī)要求,致使生產(chǎn)效率較低,裝配工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。為更好滿足軸承使用性能要求,提高效率,有必要對(duì)NJ型軸承軸向凸出量進(jìn)行定量探討。

      2 理論計(jì)算分析

      2.1 軸向凸出量Δ1(支承外圈基準(zhǔn)端面)

      Δ1=C-(a11+Lw+a21),

      (1)

      由(1)式可知,極限凸出量為

      Δ1max=Cmax-(a11min+Lwmin+a21min),

      Δ1min=Cmin-(a11max+Lwmax+a21max),

      C,a11,Lw,a21,E的尺寸公差見文獻(xiàn)[2-3]。

      2.2 軸向凸出量Δ2(支承外圈非基準(zhǔn)端面)

      外圈非基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾萢12為

      a12=C-a11-E。

      (2)

      軸向凸出量Δ2為

      Δ2=C-(a12+Lw+a21)。

      (3)

      由(2)和(3)式得

      Δ2=a11+E-Lw-a21。

      (4)

      由(4)式得,極限凸出量

      Δ2max=a11max+Emax-Lwmin-a21min,

      Δ2min=a11min+Emin-Lwmax-a21max。

      由(1)和(4)式可知,支承外圈基準(zhǔn)端面時(shí),外圈寬度公差較大,對(duì)凸出量影響較大;而支承外圈非基準(zhǔn)端面時(shí),凸出量與外圈寬度無直接關(guān)系,而與之相關(guān)的a11,Lw,a21,E的公差較小,對(duì)凸出量影響也相對(duì)較小。凸出量為綜合因素影響的結(jié)果,依產(chǎn)品圖合套,內(nèi)外圈端面基準(zhǔn)統(tǒng)一,成套軸承軸向凸出量離散性相對(duì)較小。

      3 工藝分析

      NJ型圓柱滾子軸承外圈磨加工工藝流程為:粗磨非基準(zhǔn)端面→粗磨基準(zhǔn)端面→磨外徑面→粗磨擋邊內(nèi)徑面→粗磨外滾道→精磨非基準(zhǔn)端面→精磨基準(zhǔn)端面→精磨外徑面→精磨擋邊內(nèi)徑面→精磨外滾道→精磨外圈擋邊→超精外滾道。

      由工藝流程可知,外圈要保證的軸向尺寸為基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾裙?、滾道寬度公差和套圈總寬度公差;而非基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾乳g接控制。也就是說外圈基準(zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾却笥诜腔鶞?zhǔn)端面?zhèn)葥踹厡挾取?/p>

      實(shí)際加工中,由于非基準(zhǔn)端面未做打印標(biāo)記,如果不進(jìn)行端面測(cè)量,目測(cè)分不清哪個(gè)面為基準(zhǔn)面,實(shí)際上互為基準(zhǔn)加工兩端面。而且GB/T 307.2—2005《滾動(dòng)軸承測(cè)量和檢驗(yàn)的原則及方法》并未對(duì)NJ型成套軸承軸向凸出量作出明確要求,實(shí)際操作中未檢測(cè)軸向凸出量。所以軸承外圈在制造過程中,以兩端面互為基準(zhǔn)磨擋邊,合套時(shí)實(shí)際區(qū)分不出外圈基準(zhǔn)端面。

      4 應(yīng)對(duì)措施

      (1)端面做工藝標(biāo)記。在外圈非基準(zhǔn)端面做工藝標(biāo)記,合套時(shí)使內(nèi)、外圈基準(zhǔn)統(tǒng)一,即內(nèi)圈打字端面(帶擋邊端面)與外圈工藝標(biāo)記端面不在同側(cè),消除由于分不清套圈端面基準(zhǔn)而引起的誤差。通常安裝基準(zhǔn)為非打字面,端面朝外的為打字面。

      (2)提高合套零件加工精度。對(duì)尺寸較小的軸承,可以選擇雙端面磨床,提高軸向尺寸一致性;對(duì)尺寸較大的套圈,壓縮套圈寬度和擋邊寬度公差,以較為經(jīng)濟(jì)的方式加工。

      為滿足軸向凸出量的要求,通常同批次軸承最大與最小凸出量之差應(yīng)不大于0.15 mm。通過在外圈非基準(zhǔn)端面做工藝標(biāo)記和提高軸承合套零件的制造精度,可以滿足用戶的使用要求。

      5 舉例說明

      當(dāng)水平支承外圈基準(zhǔn)端面時(shí),軸向凸出量Δ1max=+0.11mm,Δ1min=-0.38 mm。當(dāng)水平支承外圈非基準(zhǔn)端面時(shí),軸向凸出量Δ2max=+0.21 mm,Δ2min=-0.04 mm。

      實(shí)際生產(chǎn)中,由于分不清外圈基準(zhǔn)端面,而使軸向凸出量為-0.38~+0.21 mm,離散性較大。通過對(duì)外圈非基準(zhǔn)端面做工藝標(biāo)記,使內(nèi)、外圈端面基準(zhǔn)統(tǒng)一,可以將軸向凸出量控制在-0.04~+0.21 mm;通過提高工藝裝備水平,使擋邊寬度為(16.5±0.02) mm,則可進(jìn)一步將軸向凸出量控制在+0.01~+0.17 mm,可滿足主機(jī)要求。

      6 結(jié)束語(yǔ)

      為滿足主機(jī)對(duì)軸承軸向凸出量的特殊要求,凸出量可依圖1所示,3點(diǎn)水平均勻支承外圈非基準(zhǔn)端面,通過百分表測(cè)量得到;若零件軸向尺寸經(jīng)測(cè)量確定,端面凸出量也可依(4)式計(jì)算得到。

      通過在外圈非基準(zhǔn)端面做工藝標(biāo)記和提高合套零件加工精度,可解決軸承軸向凸出量離散性較大的問題,滿足主機(jī)裝機(jī)要求。

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