双、四列圆锥滚子轴承测量方法汇编.doc

滚 动 轴 承 双、四列圆锥滚子轴承测量方法汇编滚 动 轴 承 双、四列圆锥滚子轴承游膝及调整方法一、 双、四列圆锥滚子轴承类型圆锥滚子轴承可以同时承受径向与轴向的联合负荷，用于轧钢等重型设备的圆锥滚子轴承常常做成大型的双、四列圆锥滚子轴承，主要有以下几种形式：双列双外圈单内圈（图1）、双列单外圈双内圈（图2）、普通四列圆锥滚子轴承（图3）、密封四列圆锥滚子轴承（图4）、无内隔密封四列圆锥滚子轴承（图5）、内、外无隔圈四列圆锥滚子轴承（图6）等。 图1 图2 图3 图4 图5 图6二、游隙的概念游隙: 滚动轴承内的“游隙”是指套圈和滚动体的内部间隙，即游隙是当一个套圈固定不动，另一个套圈由一个极限位置移向另一个极限位置的总移动量。游隙使轴承套圈相互之间在径向或轴向方向移动，由此轴承的游隙又分为径向游隙和轴向游隙。径向游隙：当一个套圈不动时，另一个套圈在垂直于轴承轴线的径向方向上，由一个极限位置移向另一个极限位置的总移动量。轴向游隙：当一个套圈不动时，另一个套圈沿轴线方向由一个极限位置移向另一个极限位置的总移动量。根据轴承的状况径向游隙分为三种：（1） 原始游隙：指的是轴承在未安装前自由状态下的游隙，亦即用户选型和工厂签订合同时以及产品设计时和工厂制造时轴承代号表示的游隙，亦称设计游隙。主要是用户选型或供需双方根据轴承安装、配合及工作条件共同协商选择的游隙（应在签订合同时，同时签订书面技术协议）。（2） 配合游隙：指的是轴承安装到轴上和壳体孔内以后的游隙。当轴承与轴、外壳之间采用过盈配合时，其配合游隙始终小于原始游隙。（3） 工作游隙：指的是轴承工作时，由于温度变化和受负荷后，滚动体与套圈之间产生接触变形而引起游隙变化后的剩余游隙。三、轴承游隙轴承国家标准（同国际标准）采用径向游隙，其值见表1。 表1 双四列圆锥滚子轴承径向游隙 m公称内径dmm1组2组0组3组4组5组超过到minmaxminmaxminmaxminmaxminmaxminmax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注：对于用户有特殊要求或产品图中已给定的游隙，则不执行此游隙标准。四、 游隙之间的关系轴承的游隙应主要体现在径向游隙，因圆锥滚子轴承的径向游隙无法测量，因此，采用测量轴向游隙的方法来保证径向游隙。 图7由图7，因为：tg= Gr/ Ga (公式1)其中:接触角；Gr径向游隙；Ga轴向游隙；所以圆锥滚子轴承轴向游隙Ga与径向游隙Gr之间的关系为：Ga=Gr.Ctg(公式)径向游隙Gr可通过表1查得，接触角由产品图中给出。五、几种游隙测量方法的误区目前，对双、四列圆锥滚子轴承游隙的测量 ，大部分厂家采用分体测量法，但也有少数厂家不采用分体测量法，而是采用整体测量的方法。一种是整体测量轴承套圈之间的轴向间隙： BB、DD、CC（见图8）；另一种是直接测量滚子与外滚道之间的缝隙（见图7），但这两测量方法都是非常不准确的。（一）、整体测量法图理论和经验早已证明，这种方法仅适用于滚子圆锥角大于3的双、四列圆锥滚子轴承。对于滚子圆锥角小于3的四列圆锥滚子轴承，由于其圆锥角较小，致使第列和第列滚子会产生自锁现象，因而使圆锥滚子的基准端面与内圈中挡边之间产生间隙（自锁形成的间隙量为K，见图8），以致不能得到良好的接触，因而影响轴承轴向游隙的正确配制，其游隙不是真值。即使是目前外径小于400mm 的小型双、四列圆锥滚子轴承（主要是中小型的线材轧机）部分采用此法测量，也存在误差，只不过误差相对小些，不提倡采用，其检测结果与实际也不符。（二）、测缝隙法采用测滚子与外滚道缝隙的方法，此方法更是谬以千里，由图7，因为： cos=/ Gr (公式3)所以缝隙为： = Gr. Cos= Ga.Sin (公式4)由公式4知，塞尺测量的滚子与外滚道的缝隙，它既不是径向游隙，更不是轴向游隙。同时，因测量时无法保证套圈处于极限位置和自锁现象的存在，其值更非真值。从上述两种测量方法看，只是滚子圆锥角大于3的双、四列圆锥滚子轴承，可以采用整体测量（实际也存在误差，只不过误差更小些）。但现在绝大部分轴承滚子锥角不大于3（小于3），因此，目前双、四列圆锥滚子轴承无论大小，必须全部采用分体测量方法。综上所述，整体测量的游隙并不是真正的游隙值，存在很大的误差，这对轨机轴承的选型、安装、使用会造成很大的危害。实际上，无论直接测量缝隙或整体测量，其原理和劳动强度都远非分体测量可比，且分体测量质量控制难度更大（易造成划痕）。但整体测量只是在建国初期采用，会对钢厂轴承的使用造成很大的危害，因此再复杂、再困难也应采用整体测量法。我国早已和国际统一采用分体测量法，保证钢厂对轴承的选型、安装、使用。对轴承而言，选型的原始游隙、配合游隙、工作游隙都是经过多年实践检验的，因此保证轴承游隙的正确测量是十分必要的。营销人员尤其是售后服务人员应懂产品，不能人云亦云，莫衷一是，应主动向厂家宣贯。实际上，很多大的使用厂家，其对整体测量方法的理解也十分精通和到位，我们反而在和他们接触中能学到更多的应用知识。六、正确的游隙测量方法双、四列圆锥滚子轴承内的轴向游隙，是靠配制内、外隔圈宽度尺寸保证的。当隔圈的宽度尺寸大于其所在部位的两套圈端面之间的间距时，隔圈即把内圈及各外圈顶起，使圆锥滚子与套圈滚道之间产生间隙。在轴承轴线方向之间的间隙即为轴承的轴向游隙。为消除滚子自锁造成的游隙误差现象，采用加垫块的分体测量法进行测量和计算，可避免此不良现象。现将各类型分体测量方法简介如下：（为方便理解，特将配合在同一位置的轴承零件绘成同一颜色）：（一）、双列双外圈单内圈轴承轴向游隙的大小取决于BB与相应隔圈宽度尺寸BB的差值（如图9），即： Ga=BB- BB (公式5) 图91、BB尺寸的测量（1）将内圈放置于一平台上，将AB外圈放于BD外圈端面上，作为载荷，测量AB值（如图10）。图10（2）将产品翻转，测量BE值，同时测量出内圈的实际宽度AE（如图11）。图11则BB尺寸应为：BB=（AB+BE）- AE (公式6)而隔圈的实际加工宽度应为：BBmax=BB+Gamax (公式7)BBmin=BB+Ga min (公式8)（二）、双列双内单外圈轴承轴向游隙的大小取决于CC对应隔圈宽度尺寸CC的差值(如图12)，即： Ga=CC- CC (公式9)图121、CC尺寸的测量（1）将内圈组件成对摆放整齐，定位基面用三个等高的垫块垫起，使套圈端面处于水平的位置上，将双滚道外圈BD置于内组件AC上，之后在BD圈端面放置一平尺,测量CD（如图13）。图13（2）将双滚道外圈BD翻转到另一内组件EC上端，B端向上,测出CB值，同时用百分尺测出双滚道外圈实际宽度BD值（如图14）。图14则：CC=BD-（CD+CB） (公式10)而内隔圈实际加工宽度应为：CCmax=CC+Gamax= BD-（CD+CB）+Gamax (公式11)CCmin=CC+Gamax= BD-（CD+CB）+Gamin (公式12)（三）、普通大型四列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整与测量轴承轴向游隙的大小取决于CC、BB、DD与相应隔圈宽度尺寸CC、BB、DD的差值 (如图15)，即：Ga=CC- CC= BB- BB= DD- DD (公式13)图15轴承的轴向游隙Ga是由技术条件规定的已知数，因此只要确定了CC，BB和DD的尺寸后，即可求得隔圈的宽度尺寸CC、BB、DD。CC、BB、DD尺寸的测量与确定步骤如下：1、 CC尺寸的测量将内圈组件成对摆放整齐，其定位基面用三个等高的垫块垫起，使套圈端面处于水平的位置上，将双滚道外圈BD置于位置所示的内组件AC上，之后在BD圈端面放置一平尺，按位置(如图16),测量CD。图16将双滚道外圈BD翻转到另一内组件EC上端，B端向上,如图17位置，测出CB值，同时用百分尺测出双滚道外圈宽度BD值，图17则：CC=BD-（CD+CB） (公式14)而内隔圈实际加工宽度应为：CCmax=CC+Gamax= BD-（CD+CB）+Gamax (公式15)CCmin=CC+Gamax= BD-（CD+CB）+Gamin (公式16)2、 BB尺寸的测量取下平尺,在CE内圈上端面上均布放置三个垫块(淬火件)(如图18)。将另一内圈翻转成A面向上,C面向下,轻放于三个垫块M上, M高度为：M=CC+（510）mm (公式17)此时，两个内圈C端与垫块M接触，而圆锥滚子与双滚道外圈BD的B端脱离接触（消除自锁现象）再把边圈AB扣上，使其与内圈A端滚子相配合，用手转动AB和BD外圈，使滚子与滚道及中挡边接触良好，然后把负荷F加上，测量出BB值。图18则隔圈实际加工宽度应为：BBmax=BB-(M-CC)+Gamax (公式18)BBmin=BB-(M-CC)+Gamin (公式19)3、 DD尺寸的测量同理，将产品整个翻转180后，把边圈DE扣上，使其与内组件E端滚子相配合，加上负荷F，测量出DD值（如图19）。图19则隔圈实际加工宽度应为： DDmax=DD+Gamax (公式20) DDmin=DD+Gamin (公式21)根据测量结果，将隔圈CC、BB、DD进行配磨。（四）、密封四列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整与测量对于有内隔圈和外隔圈的四列大型圆锥滚子轴承，其轴向游隙的调整与测量完全同普通大型四列圆锥滚子轴承，只是在最后将两端的密封组件加上（如图20）。图20（五）、无内隔圈密封四列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整与测量图21无内隔圈密封四列圆锥滚子轴承与普通四列圆锥滚子轴承相比较，取消了内隔圈，内圈为不对称型，同时增加了密封组件，其内组件轴向游隙无法用配磨隔圈来调整，而是通过修磨BD双滚道外圈或调换套圈来调整。1、 内组件游隙的测量（1）测量CD尺寸（如图22）。图22（2）翻转后测量CB如图23位置，同时用百分尺测量双滚道外圈宽度BD（如图23）。图23内组件实测轴向游隙为： Ga内=BD-（CD+CB） (公式22)该轴向游隙值大小应与标准游隙Ga相比较，若GaminGa内Gamax (公式23)则表示轴向游隙值在合格范围内，无需再调整。但由于实际加工中存在加工误差，且近年来一些国产化轴承装配高比国标压严近10倍，理论上已无法用公差分配的办法来分配零件公差，因此，理论计算的加工公差往往无法满足标准游隙需要。此时，可通过调换套圈和修磨滚道来调整，直至游隙合格。2、 BB尺寸的测量将AC内组件A面朝上直接轻放在EC内组件上，使两内组件C面接触，旋转各套圈，使其配合良好，测量BB值（如图24）。图24与普通四列圆锥滚子轴承轴向游隙测量方法不同的是，测量BB值不加垫块M，因为此时内组件的轴向游隙已经存在，AC内圈被轴向抬起一段Ga内距离，也就是说，圆锥滚子与双滚道外圈BD的B端已脱离接触，避免了自锁现象发生。此时，Ga内同样作用于AB、BD两外圈之间的间隙BB上，测量的BB值已包含了轴向游隙，大小即为Ga内，故直接测量BB值即为外隔圈的配磨尺寸，不需再加上轴向游隙。3、 DD尺寸的测量同理，将产品翻转180，再把边圈DE扣上，使其与内组件E端滚子相配合，然后把负荷F加上，测量出DD值（如图25）。图25DD值即为外隔圈的配磨尺寸。最后装入密封组件。（六）、内、外无隔圈四列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整与测量 图26内、外无隔圈四列圆锥滚子轴承没有内、外隔圈，由四列滚子、两个内圈、四个单滚道外圈及保持架组成，因无法用配磨隔圈的方法调整游隙，故游隙靠修磨滚道调整，其过程是四列圆锥滚子轴承中最为复杂的一种（如图26）。1、 内组件游隙的测量（1） 将外圈BD和外圈DE宽端面相对,看作一个双滚道外圈BE,测量CE值（如图27）。图27（2） 翻转后测量CB值，同时测量外圈BD和外圈DE合在一起的宽度BE（如图28）。图28内组件轴向游隙为：Ga内=BE-（CB+CE） (公式24)该轴向游隙值大小应与标准游隙Ga相比较，若GaminGa内Gamax (公式25)则表示轴向游隙值在合格范围内，无需再调整。否则，可通过调换套圈和修磨滚道来调整，直至游隙合格。2、 外圈BB处游隙的测量（1）外组件的轴向游隙需分体测量，将外圈AB宽端面用三块等高垫块垫起，使其在同一水平面，将AC内组件C面朝上放入外圈AB中，在内圈C面放一平尺，旋转套圈接触良好后，测量BC值，再测量出内圈AC实际宽度AC值（如图29）。 图29在另一位置用三块等高垫块将外圈BD垫起，翻转内组件AC，使A面朝上，这时，因为保持架底高于内圈A端面，无法直接测量，我们在A端面180度放置两个等高的垫块M（垫块M放在A面上），其端面应高于保持架底510mm），放上平尺，测量AB值（如图30）。图30此时外圈BB处实际轴向游隙则为：Ga外AB=（AC+M）-（AB+BC） (公式26)3、 外圈EE处游隙的测量图31用与外组件BB处游隙完全相同的方法分别测量EC、FC、EF的值（如图31），计算外组件EE处实际轴向游隙为：Ga外EE=（FC+M）-（EC+EF） (公式27)必须注意的是：Ga内、Ga外BB、Ga外EE三者轴向游隙值之差不应大于轴向游隙公差值的1/3，且小于0.1mm，否则可用修磨套圈滚道或调换套圈来调整。七、调整要求1、 轴承成品零件应清洗干净。2、游隙调整在工作台、平板或34块为一组的支承块上进行。同一组支承块的高度相互差应小于被测轴承内隔圈两端面平行差的50%。3、 垫块 M的高度相互差应小于被测轴承内隔圈两端面平行差的50%。4、 测量前应分别顺时针和逆时针旋转各列滚子和套圈，以保证轴承各部件都处于正常的位置。5、 测量时，应使装在下部的内圈定位端面处于水平位置。6、 沿圆周方向等距离测量四点，取其算术平均值作为实际测量尺寸。四点测得值作为实际测量尺寸。四点测得值的相互差应符合以下规定：当轴承外径小于或等于440mm时，相互差应不大于0.08mm;当轴承外径大于440mm时，相互差应不大于0.15mm。如四点测得值的相互差超过以上规定时，应再次旋转各列滚子和套圈，使其处于正常位置。7、为避免各套圈相应位置混串，测量过程中对套圈及组件要进行序号和位置编写，如在套圈端面上标注1A、1B等，使各套圈具有唯一的序号及位置标识。用电笔或酸水，在隔圈的内径表面上标记隔圈的部位字母代号及轴承的生产顺序号，如1BB、1CC等。在将隔圈放入轴承时，必须对号入座，不得混乱。否则，轴承的轴向游隙就不能保证。8、根据多年实践，一般情况下，双、四列的圆柱、圆锥滚子轧机轴承，无论合同中规定何组游隙，我们一律按3组游隙制造、检验、出厂。9、以上检验方法中，国标（行标）中只规定了少量几种，大部分内容是特大型分公司自行编制的。尤其是无隔圈的轴承，方法复杂，是几年来特大型分公司自行总结、归纳的，也许有更好的方法，他山之石，可以攻玉。偏于一隅，才疏学浅，在此只是抛砖引玉，诚请指正。10、双列无隔圈的轴承检验方法可参照四列无隔圈的轴承检验方法进行（较四列无隔圈的轴承检验方法简单些），以后再行补充。-26-