!墨 二三 轴承 2009年4期 CN41—1148／，IH Bearing2009，No．4 角接触球轴承万能组配方法 王东峰，张 伟 ，姜韶峰 (洛阳轴研科技股份有限公司 精密轴承开发部，河南 洛阳 471039) 摘要：对组配轴承的凸出量进行分析计算 ，从轴承设计理论、零件加工制造及修磨方面对配对轴承的凸出量进 行探讨 ，提供了一种较为合理和完善的技术方案，得到角接触球轴承的万能组配方法。 关键词：角接触球轴承；组配 ；凸出量 中图分类号：TH133．33 1 文献标志码 ：A 文章编号：1000—3762(2009)04—0012—03 符号说明 。— — 预载荷作用下轴承 内、外圈偏移量之 o。——轴承外圈沟底位置，mm 和，mm 口i——轴承内圈沟底位置，mm 6。——消除轴向游隙外圈相对钢球中心偏移 B——轴承 内圈宽度，mm 量 ，1TIIn 6——修磨后消除轴向游隙内圈非基准面相对 — — 消除轴向游隙内圈相对钢球中心偏移 外圈基面的偏移量，mm 量 ，1Tln／ C——轴承外圈宽度，mln 6——接触面法向变形量，mm c—— 由接触区尺寸决定的系数 艿——温差引起的凸出量变化量，mm D——轴承外径，rnm 6——轴承工况条件下的凸出量，mm D——钢球直径，mm AG——温差引起的轴向游隙减小量，mm d——轴承内径，mm AG——温差引起的径向游隙减小量，mm F——测量凸出量时施加的载荷，N △——内、外圈工作温差，℃ F——预载荷，N △6。——外圈沟底位置偏移量，mm 卜 修磨后消除轴向游隙外圈非基准面相对 i— — 内圈沟底位置偏移量，mm 内圈基面的偏移量，mm 1 基本组配方式 — — 外沟 曲率系数 — — 内沟曲率系数 角接触球轴承在实际应用中，一般都要组配使 — — 内、外圈平均沟道曲率半径系数 用，即2套、3套甚至更多套角接触球轴承以一定的 C——轴向游隙，mm 配置方式组配在一起使用，其基本配置方式有背对 G——径向游隙，mm 背、面对面和串联 3种 (图1)。目前大多数角接触 轴承套圈材料的热膨胀系数 球轴承组以定向配置方式为主，即配置方式确定以 M一 摩擦力矩，N ·mm 后，轴承组的排列顺序也随之固定，用户是不可以任 n——轴承转速，r／min 意改变轴承组的排列顺序的，否则，轴承组的性能特 Q——摩擦热量，J 点将发生改变，直接影响到主机性能，给用户带来不 钢球数 便。任意组配的万能组配型角接触球轴承则克服了 — — 测量凸出量时填充钢球数 这些缺点，越来越受到用户的青睐。 — — 接触角，(。) 2 配对轴承的凸出量 Ot——轴向预载后接触角，(。) 6——轴承原始凸出量，mm 单套轴承从原始状态到消除轴向游隙，内圈 — — 消除轴向游隙轴承 内、外圈偏移量之 相对外圈会偏移一定位移，偏移量为 氐(图2)；在 和 ，rnm 受轴向预载荷作用下，内圈相对外圈会进一步偏 移一定位移，偏移量为 (图3)，则角接触球轴承 收稿 日期 ：2008—12—08；修回日期：2009-01-20 原始凸出量值 =8o+ 。 王东峰等：角接触球轴承万能组配方法 c c删 cOossa-1)sin23／=寿m—1(轰上，曹) (6) 背对背 面对面 串联 ． 图1 基本组配方式 图3 预紧力作用下内、外圈的相对偏移 利用计算机采用 Newton迭代法计算(6)式得 到施加轴承预载荷F 后的接触角 ，代人 (5)式 计算得到接触面法向的变形量 ，再由(4)式即可 得到在轴向预载荷F 作用下，内圈相对外圈的轴 向位移量 。 由此，配对轴承的原始凸出量设计计算值应为 =8o+ 。 图2 消除轴 向游 隙后 内、外 圈的相对偏移 F l 2．1 轴承从原始状态到消除轴 向游隙内、外圈的 = [ +一)+c(面 a )]D．sin (7) 偏移量 轴承从原始状态到消除轴向游隙，若钢球中心 3 温升对凸出量的影响 不变，外圈沟道曲率中心O。偏移到O；内圈沟道曲 由于工作环境的影响和要求，组配角接触球 率中心O偏移到O：，设A=0O。；A=‘olo，得 轴承有时必须在较大温差下工作。轴承高速运 A=(+ 一1)D 一G／2 转，由于摩擦等原因产生热量，组配轴承特别是多 A=(+ 一1)D 联组配轴承散热困难，引起工作温度升高，外圈传 在消除轴向游隙的过程中，轴承 内、外圈相对 热相对较好，于是内、外圈形成工作温差。 偏移量 为 对于单套轴承，工作过程中摩擦引起的温度 =A’since= + 一1)Dsins (1) 升高，其温升的大小可用摩擦热量Q来表示 外圈相对于钢球中心的偏移量为 Q=0．9004Mn×10 (8) 。 =D ( -0．5)sina (2) 组配轴承特别是多联组配轴承引起的温升更 内圈相对于钢球中心的偏移量为 高，轴承内圈热膨胀量大于外圈热膨胀量，引起径 =D 一0．5)sins (3) 向游隙减小，在稳定状态下，径向游隙减小量 AG 且 8o= 。+ i 估算式 [2】 2．2 轴向预载荷作用下内、外圈的偏移量 AG，r=1O00ATK(D+d)／2 在轴向预载荷F。的作用下，内圈沟心由O：偏 角接触球轴承轴向游隙和径向游隙关系式 1【】 移到O：；外圈沟心由O偏移到O：，内圈相对外圈 G=2,／c + 一1)D (9) 有一个轴向位移量 (图3虚线位置)，设偏移量为 得到轴承轴向游隙的变化量AG ， 则 计算式为 AGaT=2√△GIJr(+ 一1)D = (A+ )sins—Asina (4) 温度引起的配对轴承凸出量的变化量 约为 计算式为n】 轴承轴向游隙变化量的一半，即 =cDw( Ifa ) (5) 砩=AG ／2 (10) n 由(7)式和(10)式可得工况条件下轴承的凸 施加轴向预载荷 F 后 的接触角 O／计算式 出量为 为 】 艿=80+ +艿T (11) 《轴承)2oo9．No．4 外圈基面的偏移量6和外圈非基准面相对内圈基面 4 沟位置确定 的偏移量，相等，而且当轴向载荷F达到预定的预 结合轴承的实际工况，根据不同要求，在设计 载荷时，轴承两端面的内、外圈应平齐，即b=厂=0。 组配轴承时，合理设计轴承内、外圈沟道的沟底位 (5)轴承内、外圈的径向跳动均为现行相应标 置，控制组配轴承的凸出量。在确定沟道沟底位 准的2／3。 置时，一般分2种情况：内、外圈沟底位置均偏离其 基准面或偏移发生在内、外圈之中的一个。 4．1 内、外圈沟底位置均偏离基准面 设计内、外圈沟底位置均偏离基准面，则外圈 沟底位置的偏移量为 A6。= 。+0．5(艿+△T) 内圈沟底位置的偏移量为 A6i=艿i+0．5(6+△T) 且有 6 =A6。+A6i 则内、外圈沟位置为 a。=B／2+ +0．5( +△T) 图4 万能组配型角接触球轴承修磨后结构 图 。 ai=B／2+i+0．5( +△6T) 针对(2)、(4)项技术要求，轴承合套前，要检 4．2 内圈或外圈沟底位置偏离基准面 测出需磨去的凸出量。检测凸出量时，先不安装 实际生产过程中，为简化制造过程，可以把沟 保持架，将轴承内、外圈和若干个钢球组合在一 位置的偏移量集中到一个套圈上，即只偏移外圈 起，钢球的数量以自然状态所能填充的最多数 目 或者内圈的沟底位置，其偏移量等于凸出量。 为准，钢球装入后沿周向均布。若预载荷为F ，钢 当只偏移轴承外圈时，套圈沟位置可表示为 球设计数量为zl，则检测凸出量所需施加的轴向 a。=B／2+6 载荷计算式为 ai=B／2 F： F (12) 当只偏移轴承内圈时，套圈沟位置可表示为 。i=B／2+6 测量完毕，对轴承拆套，在精密平面磨床上同 a =B／2 时磨去内、外圈多余凸出量。最后将凸出量修磨 后的内圈和外圈与保持架和钢球加热合套即可。 5 零件生产过程中的精度控制及修磨 6 结束语 为使组配使用的角接触球轴承可以任意配 对，仅注意设计方面还是不够的。由于零件在加 本文提供的角接触球轴承配对技术理论 ，在 工过程中加工精度的偏差、测量人员的测量误差 实际批量生产中，可以大大减少轴承套圈的修磨 以及环境温度的变化等综合

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者