CN102441791A - 球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法 - Google Patents

Abstract

一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法，球柱联合转盘轴承的基本结构包括外圈(1)、内圈(2)、滚子(3)和钢球(4)，轴向游隙Ga的允许值由设计给定。先加工试配滚子(6)，试配滚子直径Dw’小于滚子直径Dw，将试配滚子替代滚子装入外圈和内圈的直滚道，通过千分表和千斤顶测出其轴向游隙Ga’并根据δ=Ga+(Dw-Dw’)-Ga’计算出外圈直滚道的修整研磨量δ，用的相对位置样板(5)测量出经研磨的外圈Δ值，当Δ=δ时，表示外圈直滚道的研磨修整符合设计要求；当Δ≠δ时，表示外圈直滚道的研磨修整不符合设计要求，继续对外圈直滚道进行微量研磨修整直至Δ=δ为止。该方法简单、实用，提高工作效率。

Description

球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法

技术领域

本发明属于轴承测试技术领域，尤其涉及到一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法。

背景技术

图1是球柱联合转盘轴承的结构示意图。球柱联合转盘轴承属于特大型轴承，它的基本结构包括外圈1、内圈2、滚子3和钢球4，装配后滚子3处于外圈1和内圈2相互平行的外圈直滚道和内圈直滚道之间，钢球4处于外圈1和内圈2的外圈半圆弧滚道和内圈半圆弧滚道之间，外圈半圆弧滚道和内圈半圆弧滚道对应设置以形成圆弧滚道，外圈半圆弧滚道的曲率半径=内圈半圆弧滚道的曲率半径= R，外圈半圆弧滚道的曲率半径和内圈半圆弧滚道的曲率半径与钢球4直径匹配。直滚道作为主推力滚道主要承受轴向载荷，圆弧滚道作为辅助滚道主要承受径向载荷和部分轴向载荷。

在球柱联合转盘轴承的实际生产加工中，外圈半圆弧滚道并非完全呈半圆形，而是略呈半椭圆状，因此在承受轴向载荷时，钢球4完全处于外圈半圆弧滚道对称中心线的可能性几乎不存在，钢球4要么处于外圈半圆弧滚道的上弧道，要么处于外圈半圆弧滚道的下弧道，钢球4在外圈半圆弧滚道内的上下轴向窜动量称为轴向游隙Ga。同理，内圈半圆弧滚道也并非完全呈半圆形，同样存在轴向游隙。实际工作中，由于种种原因，外圈半圆弧滚道和内圈半圆弧滚道并非完全对称而是相互错位，这样轴向游隙就会过大或是过小，在轴向载荷冲击下就会造成钢球被卡死现象，导致球柱联合转盘轴承整体损害，严重影响所配主机的正常工作。

在上述情况存在下，由于滚子和钢球是按设计要求成批加工而成的，且外圈半圆弧滚道或是内圈半圆弧滚道在加工完成后不便于配制修整，因此通常只考虑配制修整外圈直滚道或是内圈直滚道，相比而言配制修整外圈直滚道要相对容易些，因为外圈直滚道容易被研磨修整。

在滚道加工顺序上，一般先加工外圈半圆弧滚道，外圈半圆弧滚道的对称中心线与外圈直滚道要相互平行，外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道的间距根据设计要求设定为H_外，H_外在图1中并未给出，但H_外是加工时所必须依据的设定数据，H_外预留有修整外圈直滚道的研磨量。在图1中只给出了尺寸a，所述a是外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道上设置的滚子3中心线之间距，因此a既包含有H_外又包含有1/2滚子的直径Dw还包含有轴向游隙Ga，即a=H_外+Dw/2+Ga。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法，该配制修整方法是通过试配滚子来测试出球柱联合转盘轴承的初试轴向游隙Ga’并计算出外圈直滚道的修整量δ，然后通过相对位置样板以及塞尺找出外圈直滚道的研磨修整量，最终使球柱联合转盘轴承的轴向游隙满足图纸设计要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法，球柱联合转盘轴承的基本结构包括外圈、内圈、滚子和钢球，已检出待装配滚子的直径为Dw、外圈半圆弧滚道或是内圈半圆弧滚道的曲率半径接近钢球的半径、内圈已按设计要求加工完毕并具有内圈直滚道和内圈半圆弧滚道，外圈除保留有H_外外其其余尺寸已按设计要求加工完毕并具有外圈直滚道和外圈半圆弧滚道，H_外是外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道之间距，该间距预留有修整外圈直滚道的研磨量，将钢球在外圈半圆弧滚道内的上下轴向窜动量自定义为轴向游隙，轴向游隙Ga的允许值由设计给定；本发明的特征如下：

①先加工出数个试配滚子，所述试配滚子的直径设定为Dw’， 所述Dw’小于所述Dw；

②将保留有H_外的外圈与所述试配滚子、钢球和内圈进行初装，初装时在内圈直滚道和外圈直滚道处装入数个试配滚子、在内圈半圆弧滚道和外圈半圆弧滚道处装入数个钢球；将数个三角支点均匀支撑在外圈底端并使外圈保持水平状态，把三个千分表均布在外圈的上端面并将三个千分表的测头分别指向内圈的上端面；将三个千斤顶均匀顶在内圈的下端面并保持内圈处于自由状态，注意三个千斤顶顶在内圈下端面的三个接触点与三个千分表的测头指向内圈上端面的三个接触点要一一对应，在上述状态下将三个千分表全部归零设置；然后同时启动三个千斤顶上升使内圈从自由状态升至钢球与内圈半圆弧滚道的下弧道完全接触并与外圈半圆弧滚道的上弧道完全接触为止，注意外圈不能离开所述数个三角支点，此时记录三个千分表上的三个轴向最大窜动量值，该三个轴向最大窜动量值的算数平均值标记为球柱联合转盘轴承的初装轴向游隙Ga’；

③得到初试轴向游隙Ga’后，根据已检出待装配滚子的直径Dw需要对外圈直滚道进行修整研磨，若配制的外圈直滚道修整研磨量为δ，则δ的计算公式是：δ=Ga+(Dw- Dw’)- Ga’；

④制作外圈使用的相对位置样板

相对位置样板由直滚道板通过立板联接圆弧滚道板而呈半封闭“口”字型，所述直滚道板的下端面或称直线测量面与所述圆弧滚道板的下端面相互平行，所述直线测量面到所述圆弧滚道板的下端面之间距设定为a’，该 a’=H_外；

所述直线测量面与所述立板的内端面相互垂直，在所述圆弧滚道板的前端面设计有3/4圆弧测量面，该3/4圆弧测量面的曲率半径与外圈圆弧滚道的曲率半径相等；

⑤当外圈直滚道经过所述δ的研磨修整后，将相对位置样板的所述3/4圆弧测量面紧贴在外圈半圆弧滚道的上弧道内并使所述立板的内端面紧靠在外圈内经端面，这样能使相对位置样板的所述直线测量面与外圈直滚道保持平行，并且在所述直线测量面和外圈直滚道之间留有平行间隙，该平行间隙的值用Δ标记；然后在平行间隙内塞入不同厚度的塞尺直至塞满为止，将不同厚度的塞尺值相加就等于所述Δ；

当所述Δ=所述δ时，表示外圈直滚道的研磨修整符合设计要求；当所述Δ≠所述δ时，表示外圈直滚道的研磨修整不符合设计要求，继续对外圈直滚道进行微量研磨修整直至所述Δ=所述δ为止，外圈直滚道的研磨修整才告完成，然后再组装上待装配滚子，至此完成球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整，所组装的球柱联合转盘轴承能够配套出厂。

由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下积极效果：

1、试配滚子的直径Dw’一定要小于待装配滚子的直径Dw，否则相对位置样板上的a’就无依据可言。换句话说，只有Dw’小于Dw情况下且a’=H_外情况下，才能使相对位置样板在检测外圈直滚道时出现平行间隙，即Δ值的存在。

2、本发明的相对位置样板具有结构简单、轻便之特点，检测时能够方便、快捷的检测出外圈直滚道的研磨修整是否符合设计要求。

3、本发明的配制修整方法简单、实用，所配制的轴向游隙更加精确，而且提高了工作效率。

附图说明

图1是球柱联合转盘轴承的结构示意图；

图2是本发明获取初装轴向游隙的配置示意图；

图3是本发明相对位置样板的结构示意图；

图4是用相对位置样板检测出外圈直滚道的示意图；

上述图中：1-外圈；2-内圈；3-滚子；4-钢球；5-相对位置样板；6—试配滚子；R—曲率半径；a—外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道上设置的滚子中心线之间距；a’—直线测量面到圆弧滚道板的下端面之间距；A—直线测量面；B—圆弧测量面。

具体实施方式

本发明是一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法，更确切是一种通过研磨修整外圈直滚道来保证球柱联合转盘轴承轴向游隙的方法。结合图1而言：钢球在外圈半圆弧滚道内的上下轴向窜动量自定义为轴向游隙。

结合图1，球柱联合转盘轴承的基本结构包括外圈1、内圈2、滚子3和钢球4。

以221.40.3300.03型号的球柱联合转盘轴承为例，假如已检出待装配滚子的直径为Dw=40mm，钢球的直径=36.5125 mm，则外圈半圆弧滚道或是内圈半圆弧滚道的曲率半径是19.17 mm，外圈半圆弧滚道或是内圈半圆弧滚道的曲率半径19.17 mm接近钢球的半径36.5125/2 mm，内圈2已按设计要求加工完毕并具有内圈直滚道和内圈半圆弧滚道，外圈1除保留有H_外外其余尺寸已按设计要求加工完毕并具有外圈直滚道和外圈半圆弧滚道，H_外是外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道之间距，H_外=41.646 mm，该间距预留有修整外圈直滚道的研磨量，轴向游隙Ga的允许值由设计给定，设计给定Ga=0.5 mm。

本发明的的配制修整方法如下：

①先加工出数个试配滚子6，所述试配滚子6的直径设定为Dw’， Dw’ =38.1mm ,可见Dw’=38.1 mm小于所述Dw=40 mm。试配滚子的直径Dw’一定要小于待装配滚子的直径Dw，否则在下述中相对位置样板上的a’就无依据可言。换句话说，只有Dw’小于Dw情况下且a’=H_外情况下，才能使相对位置样板5在检测外圈直滚道时出现平行间隙，否则Δ不存在。

②将保留有H_外的外圈1与所述试配滚子6、钢球4和内圈2进行初装，初装时在内圈直滚道和外圈直滚道处装入数个试配滚子6、在内圈半圆弧滚道和外圈半圆弧滚道处装入数个钢球4。球柱联合转盘轴承属于特大型轴承，它的外形尺寸较大，装配、搬运、配制修整（检测）往往需要通过天车来实施。

将数个三角支点均匀支撑在外圈1底端并使外圈保持水平状态，把三个千分表均布在外圈1的上端面并将三个千分表的测头分别指向内圈2的上端面。

将三个千斤顶均匀顶在内圈的下端面并保持内圈处于自由状态，注意三个千斤顶顶在内圈下端面的三个接触点与三个千分表的测头指向内圈上端面的三个接触点要一一对应，在上述状态下将三个千分表全部归零设置。

然后同时启动三个千斤顶上升使内圈从自由状态升至钢球与内圈半圆弧滚道的下弧道完全接触并与外圈半圆弧滚道的上弧道完全接触为止，注意外圈不能离开所述数个三角支点，此时记录三个千分表上的三个轴向最大窜动量值，该三个轴向最大窜动量值的算数平均值标记为球柱联合转盘轴承的初装轴向游隙Ga’， Ga’=2.2mm。

③得到初试轴向游隙Ga’=2.2 mm后，根据已检出待装配滚子的直径Dw=40 mm需要对外圈直滚道进行修整研磨，若配制的外圈直滚道修整研磨量为δ，则δ的计算公式是：δ=Ga+(Dw- Dw’)- Ga’，δ=0.5+（40-38.1）-2.2=0.2mm

需要重复的是上述计算公式中：Ga是设计给定的轴向游隙允许值，Dw是待装配滚子的直径，Dw’是试配滚子的直径，Ga’是初装轴向游隙；

④制作外圈使用的相对位置样板5

相对位置样板5由直滚道板通过立板联接圆弧滚道板而呈半封闭“口”字型，所述直滚道板的下端面或称直线测量面A与所述圆弧滚道板的下端面相互平行，所述直线测量面A到所述圆弧滚道板的下端面之间距设定为a’，该 a’=H_外=41.646mm。

所述直线测量面A与所述立板的内端面相互垂直，在所述圆弧滚道板的前端面设计有3/4圆弧测量面B，该3/4圆弧测量面B的曲率半径R=19.17mm，它与外圈圆弧滚道的曲率半径R=19.17 mm相等。

不同型号的轴承其外圈的H_外是不相同的。也就是说，当相对位置样板的a’和3/4圆弧测量面B的曲率半径R给定后，该相对位置样板只能测量对应的轴承外圈。

从上述④中可以看出：相对位置样板具有结构简单、轻便之特点，检测时能够方便、快捷的检测出外圈直滚道的研磨修整是否符合设计要求。

⑤当外圈直滚道经过所述δ的研磨修整后，将相对位置样板的所述3/4圆弧测量面紧贴在外圈半圆弧滚道的上弧道内并使所述立板的内端面紧靠在外圈内经端面，这样能使相对位置样板的所述直线测量面与外圈直滚道保持平行，并且在所述直线测量面和外圈直滚道之间留有平行间隙，该平行间隙的值用Δ标记；然后在平行间隙内塞入不同厚度的塞尺直至塞满为止，将不同厚度的塞尺值相加就等于所述Δ。

当所述Δ=所述δ=0.2 mm时，表示外圈直滚道的研磨修整符合设计要求。

当所述Δ≠所述δ≠0.2 mm时，表示外圈直滚道的研磨修整不符合设计要求，继续对外圈直滚道进行微量研磨修整直至所述Δ=所述δ为止，外圈直滚道的研磨修整才告完成，然后再组装上待装配滚子3，至此完成球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整，所组装的球柱联合转盘轴承能够配套出厂。

综上，本发明的配制修整方法简单、实用，所配制的轴向游隙更加精确，而且提高了工作效率。

Claims (1)

1.一种球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整方法，球柱联合转盘轴承的基本结构包括外圈(1)、内圈(2)、滚子(3)和钢球(4)，已检出待装配滚子(3)的直径为Dw、外圈半圆弧滚道或是内圈半圆弧滚道的曲率半径接近钢球(4)的半径、内圈(2)已按设计要求加工完毕并具有内圈直滚道和内圈半圆弧滚道，外圈(1)除保留有H_外外其其余尺寸已按设计要求加工完毕并具有外圈直滚道和外圈半圆弧滚道，H_外是外圈半圆弧滚道的对称中心线到外圈直滚道之间距，该间距预留有修整外圈直滚道的研磨量，将钢球在外圈半圆弧滚道内的上下轴向窜动量自定义为轴向游隙，轴向游隙Ga的允许值由设计给定；其特征是：

①先加工出数个试配滚子(6)，所述试配滚子(6)的直径设定为Dw’， 所述Dw’小于所述Dw；

②将保留有H_外的外圈(1)与所述试配滚子(6)、钢球(4)和内圈(2)进行初装，初装时在内圈直滚道和外圈直滚道处装入数个试配滚子(6)、在内圈半圆弧滚道和外圈半圆弧滚道处装入数个钢球(4)；将数个三角支点均匀支撑在外圈(1)底端并使外圈保持水平状态，把三个千分表均布在外圈的上端面并将三个千分表的测头分别指向内圈(2)的上端面；将三个千斤顶均匀顶在内圈(2)的下端面并保持内圈处于自由状态，注意三个千斤顶顶在内圈下端面的三个接触点与三个千分表的测头指向内圈上端面的三个接触点要一一对应，在上述状态下将三个千分表全部归零设置；然后同时启动三个千斤顶上升使内圈(2)从自由状态升至钢球(4)与内圈半圆弧滚道的下弧道完全接触并与外圈半圆弧滚道的上弧道完全接触为止，注意外圈(1)不能离开所述数个三角支点，此时记录三个千分表上的三个轴向最大窜动量值，该三个轴向最大窜动量值的算数平均值标记为球柱联合转盘轴承的初装轴向游隙Ga’；

③得到初试轴向游隙Ga’后，根据已检出待装配滚子的直径Dw需要对外圈直滚道进行修整研磨，若配制的外圈直滚道修整研磨量为δ，则δ的计算公式是：δ=Ga+(Dw- Dw’)- Ga’；

④制作外圈使用的相对位置样板(5)

相对位置样板(5)由直滚道板通过立板联接圆弧滚道板而呈半封闭“口”字型，所述直滚道板的下端面或称直线测量面(A)与所述圆弧滚道板的下端面相互平行，所述直线测量面到所述圆弧滚道板的下端面之间距设定为a’，该 a’=H_外；所述直线测量面(A)与所述立板的内端面相互垂直，在所述圆弧滚道板的前端面设计有3/4圆弧测量面(B)，该3/4圆弧测量面(B)的曲率半径(R)与外圈圆弧滚道的曲率半径相等；

⑤当外圈直滚道经过所述δ的研磨修整后，将相对位置样板(5)的所述3/4圆弧测量面(B)紧贴在外圈半圆弧滚道的上弧道内并使所述立板的内端面紧靠在外圈内经端面，这样能使相对位置样板的所述直线测量面与外圈直滚道保持平行，并且在所述直线测量面(A)和外圈直滚道之间留有平行间隙，该平行间隙的值用Δ标记；然后在平行间隙内塞入不同厚度的塞尺直至塞满为止，将不同厚度的塞尺值相加就等于所述Δ；

当所述Δ=所述δ时，表示外圈直滚道的研磨修整符合设计要求；当所述Δ≠所述δ时，表示外圈直滚道的研磨修整不符合设计要求，继续对外圈直滚道进行微量研磨修整直至所述Δ=所述δ为止，外圈直滚道的研磨修整才告完成，然后再组装上待装配滚子(3)，至此完成球柱联合转盘轴承轴向游隙的配制修整，所组装的球柱联合转盘轴承能够配套出厂。

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