中大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置研究

康延輝，時(shí)可可，張艷麗

中大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置研究

康延輝1，2，時(shí)可可1，2，張艷麗1，2

（1. 洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039；2. 航空精密軸承國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽 471039）

針對(duì)現(xiàn)有軸承徑向游隙有負(fù)荷測(cè)量儀器測(cè)量范圍有限的問題，研制出一種新型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置，利用推力計(jì)、測(cè)量平臺(tái)、V形叉，實(shí)現(xiàn)對(duì)小批量中、大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單可靠。

軸承；徑向游隙；測(cè)量

1　前言

滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)械中廣泛應(yīng)用的機(jī)械基礎(chǔ)件之一，其精度好壞對(duì)使用性能及使用壽命有很大的影響。徑向游隙作為向心軸承的一個(gè)重要特性，是軸承制造單位和用戶都非常關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)之一，其合格與否直接影響到軸承產(chǎn)品的使用性能及壽命。

通常中、大型向心軸承產(chǎn)品徑向游隙無負(fù)荷要求，其徑向游隙的檢測(cè)方法為計(jì)算配套，并經(jīng)試套后靠人工予以適當(dāng)?shù)氖滞屏τ脙x表或塞尺來測(cè)量，得出軸承最大游隙值和最小游隙值。采用這種檢測(cè)方法檢測(cè)力不明確，測(cè)得的游隙值受人為手推力大小影響，測(cè)量值依賴于操作者的技能水平。隨著市場對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，對(duì)軸承的各項(xiàng)指標(biāo)也越來越精細(xì)化，特殊工況下使用的中、大型向心軸承要求測(cè)出規(guī)定測(cè)量負(fù)荷下的具體游隙值，但目前軸承行業(yè)內(nèi)沒有中、大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙的專用測(cè)量儀器。為了更好的反映在給定載荷情況下中、大型向心軸承的徑向游隙值，有必要設(shè)計(jì)一種有效的徑向游隙測(cè)量方法及裝置，來實(shí)現(xiàn)對(duì)中、大型向心軸承有負(fù)荷狀態(tài)下徑向游隙的檢測(cè)。本文通過分析研究，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡單、易操作、測(cè)量準(zhǔn)確可靠的中、大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置。

2　 中、大型向心軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置

該文所要解決的問題是提供一種科學(xué)、有效、簡便的中、大型（D：280～400mm）向心軸承徑向游隙測(cè)量方法和裝置，以解決現(xiàn)有小批量中、大型向心軸承有負(fù)荷狀態(tài)下徑向游隙檢測(cè)的技術(shù)難題。

該軸承徑向游隙測(cè)量裝置是利用測(cè)量平臺(tái)，把軸承內(nèi)圈固定在平臺(tái)中心，利用推力計(jì)及專用的V形叉分別對(duì)軸承徑向相對(duì)兩個(gè)方向施加規(guī)定載荷，通過測(cè)量表讀出兩次測(cè)量的位移，兩個(gè)位移之差即為所測(cè)得的軸承徑向游隙值，具體結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1。

圖1　中、大型圓柱滾子軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置

如圖 1 所示，測(cè)量平臺(tái) 5 水平放置，軸承內(nèi)圈通過測(cè)量平臺(tái) 5 上的底座 4、螺母 1和壓蓋 7進(jìn)行固定，利用表架 9 使測(cè)量表 10 的表尖固定在外圈外圓柱面中心（軸承滾道中部）位置，把V形叉 8 與推力計(jì) 11 進(jìn)行連接，調(diào)節(jié)V形叉上的三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘 7 使V形叉作用在軸承外圈外圓柱面寬度的中心（軸承滾道中部）位置。手推推力計(jì)，達(dá)到軸承產(chǎn)品要求的測(cè)量載荷時(shí)，讀出測(cè)量表的測(cè)值S1（位移量）；將推力計(jì)和V形叉換到軸承相對(duì)方向上，按上述步驟手推推力計(jì)，加載讀出測(cè)量表的另一測(cè)值S2（位移量）。

則軸承在要求載荷情況下的徑向游隙值為：

以上裝置可以有效地解決中、大型圓柱滾子軸承的徑向游隙有負(fù)荷檢測(cè)問題，但是，對(duì)于深溝球軸承及三、四點(diǎn)接觸球軸承，利用上述測(cè)量方法進(jìn)行徑向游隙檢測(cè)時(shí)，由于中、大型軸承鋼球的自重問題，造成內(nèi)、外圈溝底不能與鋼球完全接觸，這對(duì)徑向游隙的檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，特別是三、四點(diǎn)接觸球軸承，雙半外圈在檢測(cè)徑向游隙時(shí)還要進(jìn)行捆扎等工序，以使其外圈是一個(gè)整體，對(duì)徑向游隙檢測(cè)的影響更大。為了消除上述由于鋼球自重引起的下沉對(duì)徑向游隙測(cè)量的影響，通過對(duì)圖 1 中檢測(cè)裝置的改進(jìn)，提出另外一種檢測(cè)方式，即：檢測(cè)平臺(tái)制作為L形，利用螺釘將水平面固定于工作臺(tái)上，檢測(cè)平臺(tái)的垂直面用作檢測(cè)平面，實(shí)現(xiàn)徑向游隙的檢測(cè)，如圖 2 所示。

圖2　中、大型球軸承有負(fù)荷徑向游隙測(cè)量裝置

利用該測(cè)量裝置可以有效消除由于鋼球自重產(chǎn)生下沉對(duì)檢測(cè)徑向游隙的影響，保證了徑向游隙檢測(cè)時(shí)內(nèi)、外圈溝底與鋼球良好的接觸狀態(tài)，但要注意，此時(shí)所加載荷應(yīng)考慮外圈和鋼球保持架組件自重的影響，即：

推力計(jì)向下施加負(fù)荷進(jìn)行徑向游隙測(cè)時(shí)，施加的力為：F1=F-G，

此時(shí)，讀取測(cè)量表數(shù)值為S1；

推力計(jì)向上施加負(fù)荷時(shí)，施加的力為：F2=F+G，

此時(shí)，讀取測(cè)量表數(shù)值為S2；

則軸承在要求載荷情況下的徑向游隙值為：

Gr=|S1-S2|，

其中，

F——產(chǎn)品要求徑向游隙負(fù)荷值，

G——外圈和鋼球保持架組件自重值。

3　結(jié)束語

以上兩種測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡單，利用推力計(jì)可以按產(chǎn)品要求進(jìn)行定量加載，V形叉可有效地把負(fù)荷作用于通過軸承中心的一條線上，并且通過圖 2 例的實(shí)施，消除了鋼球自重產(chǎn)生下沉對(duì)徑向游隙檢測(cè)的影響，實(shí)現(xiàn)了向心軸承徑向游隙的有負(fù)荷測(cè)量，操作簡單、高效，對(duì)工位器具要求不高，適用于軸承生產(chǎn)單位和用戶對(duì)小批量中、大型向心軸承的檢測(cè)需要，可以方便、準(zhǔn)確地檢測(cè)中、大型深溝球軸承、圓柱滾子軸承、三（四）點(diǎn)接觸球軸承等在有負(fù)荷狀態(tài)下的徑向游隙值，滿足特殊產(chǎn)品的測(cè)量要求，解決了現(xiàn)有中、大型向心軸承有負(fù)荷狀態(tài)下徑向游隙檢測(cè)的技術(shù)難題。

（編輯：王立新）

Research on measurement device with load for middle and large radial bearing radial clearance

Kang Yanhui1，2， Shi Keke1，2， Zhang Yanli1，2
（1. Luoyang LYC Bearing Co.，Ltd.，Luoyang 471039，China； 2.State Key Laboratory of Aerospace Precision Bearing， Luoyang 471039，China）

In view of the measuring scope of the existing bearing radial clearance with load measuring instrument being limited，a kind of new medium and large centripetal bearing radial clearance measurement device with load was put forward， using thrust meter， measuring platform， and v-shaped fork， the radial clearance with load of small batch and medium and large radial bearings were measured， measurement results were accurate， operation was simple and reliable.

bearing； radial clearance； measure

TH133.33+1，TH133.33+2

B

1672-4852（2016）03-0038-02

2016-05-20.

康延輝（1984-），男，工程師.