CN101957163B - 面对面角接触球轴承轴向游隙和预载荷游隙的测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法是先制作内圈隔套(4)、垫圈(1)、外径载荷块(7)和一个测量系统。轴承I的外圈(3)放在垫圈上，轴承I和轴承II面对面放在内圈隔套，外径载荷块放在轴承II的外圈(5)中。校准测量仪表，通过内圈隔套的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入其内。测量时，配重的外径载荷块对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头分别对准轴承I和轴承II的中心点A和B，A一B＝δ，若δ为负值表明轴承I和轴承II是预载荷游隙，若δ为正值表明轴承I和轴承II是轴向游隙。本发明具有操作简单之特点，测量结果不需要复杂的换算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。
Description
技术领域
本发明属于轴承测量技术领域，特别涉及到一种面对面角接触球轴承轴向游隙和预载荷游隙的测量方法。
背景技术
角接触球轴承在设计时存在配套径向游隙，只有在角接触球轴承配对并安装后才可以具有轴向游隙或预载荷游隙，轴向游隙或预载荷游隙的大小取决于配对的另一角接触球轴承的调节量。
角接触球轴承具有不同细微处的结构变化，根据用户对角接触球轴承的使用要求，可以提供面对面(DF配对型)时的轴向游隙(或称预游隙)或是预载荷游隙(或称预载荷)，面对面是指配对的角接触球轴承的斜端面相互对应，面对面配对的角接触球轴承轴向游隙和预载荷游隙的表示方法参见图1和图2。
图1是面对面配对时角接触球轴承在轴向方向实现预紧时所产生预载荷游隙，该预载荷游隙规定为负值或是零。
图2是面对面配对时角接触球轴承在轴向方向位移时所产生的轴向游隙，该轴向游隙规定为正值。
面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙现有的测量方法大致如下：
借用高精度角接触球轴承凸出量测量仪测量单套角接触球轴承的凸出量，并修磨凸出量，然后根据配对后面对面角接触球轴承的凸出量值换算为面对面角接触球轴承的轴向游隙或预载荷游隙。整个过程采用间接方法进行测量和换算，其操作程序复杂、繁琐且效率低，容易产生累积误差。
发明内容
为了更好的满足面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量要求，本发明提出了一种面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，利用该测量方法可以准确并直接测量面对面角接触球轴承的轴向游隙或预载荷游隙。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明所述的轴承I和轴承II均指被测角接触球轴承，且配对的轴承I和轴承II具有相同的型号和结构尺寸。
所述的面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，先制作垫圈、内圈隔套、外径载荷块和一个测量系统，所述垫圈的内径与轴承I或轴承II的外圈内径相等，垫圈的外径与轴承I或轴承II的外圈外径相等；所述内圈隔套的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，外圈隔套的内径与轴承I或轴承II的内圈内径相等，并在内圈隔套的径向开有两个对称的缺口槽；所述外径载荷块具有双凹台状，外径载荷块凹台处的最大内径≥轴承II的外圈外径，外径载荷块凹台处的最小内径与轴承II的外圈内径相等，外径载荷块凹台处最大内径的深度≤轴承II宽度的一半，外径载荷块根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重；所述测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和一个测量仪表构成，两个等长杠杆的中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的一端设有方向相反的两个直角测头，两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测头到铰支点的距离等于铰支点到测量仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的间距以方便放入内圈隔套的两个对称缺口槽为准；测量前先将垫圈平放在测量平台上，将轴承I的外圈放在垫圈上，然后在轴承I的内圈上放置内圈隔套，再将轴承II的内圈放在内圈隔套上，注意轴承I的外圈斜端面轴承II的外圈斜端面通过内圈隔套要面对面，最后将配重的外径载荷块套在轴承II的外圈上；调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此时的测量仪表指针校准为零，通过内圈隔套的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入到内圈隔套；测量时，配重的外径载荷块对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头先对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪表就显示出一个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点B，中心点B处通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差，若A值减去B值等于δ且δ为正值时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即轴承I和轴承II的轴向游隙为δ；若A值减去B值等于δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预载荷配对，即轴承I和轴承II的预载荷游隙为δ，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向要实施预紧；测量完毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和外径载荷块的配重量。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下特点：
1.在本发明中，面对面被测角接触球轴承采用一次装卡定位，可以消除由于定位误差而对测量结果产生的影响，保证了测量的精度。
2.本发明是一种直接测量方法，具有操作简单之特点，测量结果不需要复杂的换算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。
3.本发明的测量方法还可以用于成对深沟球轴承的测量。
附图说明
图1是面对面配对时角接触球轴承的预载荷游隙示意图；
图2是面对面配对时角接触球轴承的轴向游隙示意图；
图3是本发明用于面对面角接触球轴承测量时的安装位置示意图。
在图3中：1-垫圈；2-轴承I的内圈；3-轴承I的外圈；4-内圈隔套；5-轴承II的外圈；6-轴承II的内圈；7-外径载荷块。
具体实施方式
结合图3，本发明在测量前先制作垫圈1、内圈隔套4、外径载荷块7和一个测量系统。
垫圈1的内径与轴承I或轴承II的外圈内径相等，垫圈1的外径与轴承I或轴承II的外圈外径相等。垫圈1起测量定位的作用。垫圈1须经热处理，热处理后的硬度达HRC60-65，其次需要对垫圈1进行精密研磨，以保证垫圈1的两端面的平行差不大于1μm。
内圈隔套4的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，外圈隔套4的内径与轴承I或轴承II的内圈内径相等，并在内圈隔套4的径向开有两个对称的缺口槽。内圈隔套4须经热处理，热处理后的硬度达HRC60-65，其次需要对内圈隔套4进行精密研磨，以保证内圈隔套4的两端面的平行差不大于1μm，最后内圈隔套4的缺口槽要能顺利通过测量系统中的两个平行直角测头。
外径载荷块7具有双凹台状，外径载荷块凹台处的最大内径≥轴承II的外圈外径，外径载荷块凹台处的最小内径与轴承II的外圈内径相等，外径载荷块凹台处最大内径的深度≤轴承II宽度的一半，外径载荷块7根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重，比如：轴承I或轴承II的外径尺寸＜50mm以内，其外径载荷块7总重为24.5N；外径尺寸在50-120mm之间，其外径载荷块7总重为49N；外径尺寸在120-200mm之间，其外径载荷块7总重为98N；外径尺寸＞200mm，其外径载荷块7总重为196N。上述外径载荷块的配重方式不具有标准作用，外径载荷块的配重量最好根据用户的需求而定，因为不同的配重对测量结果是不同的，本发明中外径载荷块的配重方式仅供参考，但这并不影响本发明的具体实施。
测量系统通过图3已展示，测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和一个测量仪表构成，两个等长杠杆的中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的一端设有方向相反的两个直角测头，两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测头到铰支点的距离等于铰支点到测量仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的间距以方便放入内圈隔套的两个对称缺口槽为准。相对设置的铰支点可以通过U型块的内槽来实现，U型块的内槽宽度与内圈隔套4的宽度匹配即可，所以拿着U型块也就等于拿着测量系统，因此测量系统可以根据内圈隔套4的缺口槽位置方向而随意插入进行测量。
测量前先将垫圈1平放在测量平台上，将轴承I的外圈3放在垫圈1上，然后在轴承I的内圈2上放置内圈隔套4，再将轴承II的内圈6放在内圈隔套4上，注意轴承I的外圈斜端面轴承II的外圈斜端面通过内圈隔套4要面对面，最后将配重的外径载荷块7套在轴承II的外圈上。在这个过程中，轴承I和轴承II采用了一次装卡定位方式，可以消除由于定位误差而对测量结果产生的影响，保证了测量的精度。
调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此时的测量仪表指针校准为零，通过内圈隔套4的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入到内圈隔套。两个等长杠杆要求具有良好的刚性，两个等长杠杆的长度差要不大于±0.1mm，否则容易造成测量系统的系统测量误差。此外，两个直角测头的端部若产生磨损要及时更换测头。
测量时，配重的外径载荷块7对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头先对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪表就显示出一个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点B，中心点B处通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差。
若A值减去B值等于δ且δ为正值(包括δ＝0)时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即轴承I和轴承II的轴向游隙为δ。
若A值减去B值等于δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预载荷配对，即轴承I和轴承II的预载荷游隙为δ，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向要实施预紧。
需要说明的是：在测量系统中，由于两个等长杠杆分别由两个铰支点联接支承形成了两个等臂杠杆，根据等臂杠杆原理，这样在A点和B点测量所计算出的δ或为正值和或为负值，因而在两个等臂杠杆的另一端所联接的测量仪表上则相对应的是负值或是正值。由此看出：上述测量过程是一种直接测量方法，具有操作简单之特点，测量结果不需要复杂的换算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。
测量完毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和外径载荷块的配重量，以便配对安装时参考。
Claims (1)
1.一种面对面角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，将面对面角接触球轴承分为轴承I和轴承II，且面对面配对的轴承I和轴承II具有相同的型号和结构尺寸，其特征是：先制作垫圈(1)、内圈隔套(4)、外径载荷块(7)和一个测量系统，所述垫圈(1)的内径与轴承I或轴承II的外圈内径相等，垫圈(1)的外径与轴承I或轴承II的外圈外径相等；所述内圈隔套(4)的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，外圈隔套(4)的内径与轴承I或轴承II的内圈内径相等，并在内圈隔套(4)的径向开有两个对称的缺口槽；所述外径载荷块(7)具有双凹台状，外径载荷块凹台处的最大内径≥轴承II的外圈外径，外径载荷块凹台处的最小内径与轴承II的外圈内径相等，外径载荷块凹台处最大内径的深度≤轴承II宽度的一半，外径载荷块(7)根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重；所述测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和一个测量仪表构成，两个等长杠杆的中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的一端设有方向相反的两个直角测头，两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测头到铰支点的距离等于铰支点到测量仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的间距以方便放入内圈隔套的两个对称缺口槽为准；测量前先将垫圈(1)平放在测量平台上，将轴承I的外圈(3)放在垫圈(1)上，然后在轴承I的内圈(2)上放置内圈隔套(4)，再将轴承II的内圈(6)放在内圈隔套(4)上，注意轴承I的外圈斜端面轴承II的外圈斜端面通过内圈隔套要面对面，最后将配重的外径载荷块(7)套在轴承II的外圈(5)上；调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此时的测量仪表指针校准为零，通过内圈隔套(4)的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入到内圈隔套；测量时，配重的外径载荷块(7)对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头先对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪表就显示出一个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点B，中心点B处通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差，若A值减去B值等于δ且δ为正值时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即轴承I和轴承II的轴向游隙为δ；若A值减去B值等于δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预载荷配对，即轴承I和轴承II的预载荷游隙为δ，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向要实施预紧；测量完毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和外径载荷块(7)的配重量。
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