孫懷全，劉紅莉，趙立新，張長之

（中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量管理部，哈爾濱 150025）

雙內(nèi)圈雙列角接觸球軸承的軸向游隙通過修磨兩內(nèi)圈的接觸端面控制。根據(jù)使用工況，有預載荷和預游隙2種組配方式：預載荷組配的軸承，在施加軸向預緊力后，軸向游隙為零或負游隙；而預游隙組配的軸承，在施加軸向預緊力后，軸向游隙為正值。

在軸向游隙范圍要求很小的情況下，直接測量軸向游隙確定兩內(nèi)圈接觸端面修磨量，會導致軸承裝配后軸向游隙合格率較低。因此，將凸出量測量與軸向游隙測量相結(jié)合，以精準確定兩內(nèi)圈接觸端面的修磨量，實現(xiàn)雙內(nèi)圈雙列角接觸球軸承軸向游隙的精確控制。

1 凸出量的測量

1.1 內(nèi)圈的標記

測量前一定要對內(nèi)圈進行相應的順序標記，因為2個內(nèi)圈的安裝方向?qū)嶋H的測量結(jié)果有一定的影響，不進行標記就無法保證測量結(jié)果的準確性。如圖1所示，可在內(nèi)圈斜坡表面上進行標記，內(nèi)圈Ⅰ與外圈A端面在同一側(cè)，內(nèi)圈Ⅱ與外圈B端面在同一側(cè)。

圖1 雙內(nèi)圈雙列角接觸球軸承Fig.1 Double row angular contact ball bearings with double inner ring

1.2 基準樣圈對表

設計制作一個與軸承外形尺寸基本相同的基準樣圈，凸出量為0。如圖2所示，將基準樣圈裝入定心軸并一同放在定心座上，施加測量載荷使基準樣圈向上移動并與上頂墊圈的端面緊密接觸，此時儀表指針調(diào)整到“0”位置，卸載后基準樣圈回到初始安裝位置，加載和卸載動作重復2次以上，直到儀表指針位置沒有發(fā)生變化，表明儀器對表校準完畢，取下基準樣圈。

圖2 基準樣圈對表測量原理圖Fig.2 Measurement principle diagram of a reference sample circle table

1.3 凸出量δ1和δ2的測量

將軸承內(nèi)、外圈溝道和鋼球表面清洗干凈，根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)，應盡量裝滿鋼球或少裝1粒鋼球，然后將鋼球均勻分布，且每次測量時的鋼球數(shù)量及測量載荷必須相同。按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及尺寸要求，設計并制作一個高度標準件作為高度測量基準，高度標準件使用前應計量檢定出準確的實際值。

如圖3所示，將被測軸承放入測量位置，施加軸向測量載荷，通過測量儀表分別讀出δ1和δ2。其中，測頭與高度標準件相接觸，當高度標準件表面高出外圈端面時，儀表讀數(shù)為“+”值，否則為“-”值。

圖3 δ1和δ2測量結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Measurement structure diagram of δ1 and δ2

2 軸向游隙的控制

2.1 軸向游隙的計算

根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)及凸出量測量原理可知

Ga＝C-（h1+h2），

h1＝h-δ1，h2＝h-δ2，

式中：Ga為軸向游隙；C為外圈寬度實際尺寸，可通過0.5μm分辨率的儀表與高精度標準件比較測量獲得；h1，h2分別為內(nèi)圈Ⅰ，Ⅱ接觸端面距外圈B，A端面的距離；δ1，δ2分別為高度標準件相對外圈B，A端面的凸出量；h為高度標準件的實際尺寸。

將軸向游隙的計算值與實際要求范圍值進行對比，當軸向游隙計算值大于要求的軸向游隙時，兩者的差值即兩內(nèi)圈接觸端面的修磨量。

2.2 測量誤差的修正

由于軸向夾緊力的影響，通過凸出量得到的軸向游隙計算值與兩內(nèi)圈在預緊力矩夾緊狀態(tài)下的軸向游隙測量值之間存在一個測量誤差，該誤差可通過多次測量對比獲得，通過對測量誤差進行修正，能夠滿足軸向游隙的設計要求。

例如：某雙內(nèi)圈雙列角接觸球軸承，設計要求兩內(nèi)圈使用5 N·m的預緊力矩夾緊，然后在50 N軸向載荷下的軸向游隙為8～12μm，且裝配后軸承各部件不可分離。經(jīng)過多次凸出量測量，得到軸向游隙計算值為14～18μm時即可滿足設計要求。

為確定兩內(nèi)圈夾緊前后軸向游隙發(fā)生的變化，制作了一個適宜的夾緊工裝，采用力矩扳手施加力矩、夾緊兩內(nèi)圈后測量軸向游隙。在逐漸加大預緊力矩時，軸向游隙逐漸變小，經(jīng)多次試驗，當預緊力矩達到5 N·m時，軸向游隙減小了3μm，即兩內(nèi)圈在無預緊力矩夾緊的狀態(tài)下，軸向游隙計算值控制在11～15μm時才能滿足設計要求。

在2種控制方法都滿足要求的情況下，用液態(tài)氮冷卻內(nèi)圈裝配成品軸承后，兩內(nèi)圈用5 N·m預緊力矩夾緊，在50 N軸向載荷下測量軸向游隙，判定是否合格。需要注意的是：兩內(nèi)圈的相對位置對測量結(jié)果可能存在輕微的影響，最終測量合格的成品軸承需在測量位置對應的2個內(nèi)徑面上劃對角線標記，以確定軸承的安裝位置。

3 結(jié)束語

通過總結(jié)出的軸向游隙的高精度控制方法，并選用與上述測量原理相同且精度較高的測量儀器和儀表，由相對固定的人員進行組配和檢測，可最大程度地避免人為因素對測量結(jié)果的影響，較準確地確定滿足軸向游隙要求的修磨量，在實踐應用中合格率有顯著提高，解決了該類型軸承高精度軸向游隙的組配和控制難題。