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軸承知識

試論影響滾動軸承游隙合套率的因素

2018-07-15
  摘 要:軸承裝配就是通過將軸承各部分零件按照一定的方法、步驟組裝在一起,從而使其達到預期的目的,發揮應有的性能的工藝過程,其中裝配游隙工序是基礎工序,因其質量的好壞直接影響軸承裝機后質量狀態,游隙的大小對軸承傳遞動力影響非常具大,而影響軸承游隙因素很多,實際生產中保證軸承游隙質量具有重要意義。
  【關鍵詞】徑向游隙;分選質量;測量儀器
  0.前言
  滾動軸承是一種通用性很強、標準化程度很高的機械基礎件,從套圈的毛坯制造到全部零件加工完畢,大約有上百道工序,而軸承的裝配則是其中最后的關鍵工序。滾動軸承裝配雖然不像其他機械裝配那樣復雜,但由于軸承往往起到重要的傳動和支撐作用,軸承運轉的好壞直接影響到設備安裝使用的性能,而完美的軸承又能在各前工序合格加工基礎上,將軸承零件組裝起來,使軸承應有的性能得到最佳的發揮。如果裝配工作不認真細致,將影響到軸承的產品質量和性能。
  1.徑向游隙的定義、分類及重要性
  軸承是精密的機械部件,裝配時要求較高的作業環境和作業規范,要求在清潔、恒溫的環境下有條不紊地工作。軸承生產是高效率、高精度的機械加工,零件需要經過長時間、多工序才能夠達到相當高的尺寸精度、旋轉精度和表面粗糙度,以滿足標準和使用的各項性能要求。要保證軸承零件的加工精度不被破壞,這就要求軸承裝配不僅要文明生產,而且裝配過程應在一定的工藝規程下進行。滾動軸承裝配過程中還有很多專門技術和配套計算,這就要求裝配工人要具備相當的計算能力和一定的熟練程度,才能滿足軸承的裝配工作要求。
  1.1徑向游隙的定義及分類
  1.1.1徑向游隙的定義
  滾動軸承徑向游隙是重要的使用特性,對軸承的疲勞壽命、剛性、振動、溫升和機械正常運轉精度等影響很大。
  徑向游隙:無載荷時,當一個套圈固定不動,另一個套圈相對于固定套圈,從一個極限位置到各一個極限位置的移動量。符號用Gr表示。
  1.1.2徑向游隙的分類
  (1)設計游隙:產品圖規定的游隙。
  (2)原始游隙:軸承安裝前的實際游隙。
  原始游隙是無載荷游隙值,為軸承裝配合套后的實際游隙,也叫做軸承理論游隙或幾何游隙,要在出廠前給予保證。
  (3)安裝游隙:軸承安裝后實際的游隙,又稱配套游隙。
  軸承內圈安裝在軸上或外圈安裝在軸承箱殼內之后,由于是緊配合,軸承的套圈徑向尺寸即發生了彈性變形,一般軸承內圈因過盈配合而膨脹,外圈則收縮。由于過盈配合的結果,顯然安裝游隙小于原始游隙,其減小量按軸承結構、尺寸、軸和殼體形狀的不同而異。在內徑與外徑都過盈配合下安裝的軸承,外滾道直徑縮小,而內滾道直徑要增大,總的游隙收縮量近于兩套圈過盈配合量絕對值和的一半。一般認為,如果軸承安裝的軸和軸殼孔配合處的材質為鋼材時,則游隙總的收縮量是內、外圈過盈配合總量的50%~60%。如果軸承箱體配合處材質為有色金屬時,則游隙總的收縮量是內、外圈過盈配合總量的20%~30%。
  (4)工作游隙:在實際運轉條件下,工作狀態的游隙。
  軸承在空載運轉時,溫升使內、外套圈溫差發生變化,會使安裝后的游隙減少。軸承在承受載荷工作運轉時,載荷作用使滾動體、套圈、滾道接觸處產生彈性變形,又會使游隙增大,此時軸承游隙則為工作游隙,一般情況下工作游隙大于安裝游隙,為了獲得滿意的工作性能,應選擇適宜的工作游隙。
  1.1.3徑向游隙的作用
  (1)無徑向游隙的軸承內、外圈及滾動體三者相對運轉不靈活,無法進行軸承各項旋轉精度的測試,無法評價軸承的動態質量性能。
  (2)軸承安裝之后,由于過盈配合的原因而游隙值會減少,合套時的原始游隙為安裝后的游隙減少留有余地。
  (3)使滾動體在滾道表面自由轉動,能夠使滾道表面與滾動體表面之間的潤滑油形成油膜,起潤滑作用。工作游隙如果是適當的負游隙,對軸承壽命有利,如果負游隙偏大,由于油膜的破壞而潤滑不良,使軸承過早失效。
  (4)游隙的存在可使軸承的滾動體在滾道內運動減少摩擦,消除部分運動阻力和獲得軸承的旋轉靈活性。
  1.2軸承游隙合套
  軸承套圈滾道尺寸的分選是軸承裝配游隙合套工序過程中的重要一環,它占裝配勞動量的20%左右,其分選尺寸的正確性直接影響軸承內、外套圈、滾動體三者配套的準確性和效率。內圈、外圈溝道按照0.002mm分組,內圈用D022、D023測量儀進行分選,外圈用D012、D013測量儀進行分選。
  2.影響游隙合套的主要因素
  2.1測量儀器
  測量儀器的正確選用對尺寸分選來說至關重要,特別內圈測量儀器,若選用D913進行測量,由于測點為表點在進行對表時,不容易找到最大點,同時測點和支點不能保證在同一平面內,測量誤差較大。可選用D022進行測量,D022以鋼球作為主要支點和測量點,測量值較為準確,而且在測量時不易劃傷溝道表面,還有不因套圈溝道位置變化而對溝徑測量精度產生影響。
  2.2尺寸分選誤差
  尺寸分選的準確性直接關系到合套的效率高低,在分選過程中分選尺寸產生誤差的主要原因如下:
  (1)工作責任心。是否樹立了質量第一的思想,工作情緒及精神是否集中,都會影響到分選尺寸不真實,造成套圈尺寸混亂的情況。
  (2)操作者技術水平的影響。如測量產品時用力的大小、讀數準確性、對儀器儀表失靈判斷、調整和對表的技巧等。
  (3)儀器及儀表表示數值的穩定性,支點和測量點的準確性、磨損程度、測力的均勻性等。
  (4)滾道尺寸標準件的本身誤差值及磨損程度,計量的誤差、尺寸穩定性。
  (5)測量時溫差變化的影響。
  (6)被測套圈的幾何形狀公差的影響。   
  (7)測量分選時的環境、光的照度對讀數的影響,套圈和儀器清潔度的影響,裝配作業間受來自外界振動的影響等。
  正確的尺寸分選方法:
  (1)認真閱讀裝配的工藝文件。
  (2)要同時使用同尺寸的兩個標準件,并且要經常互相校對,或使用校對儀器。
  (3)要正確使用標準件計量點位置、偏差值。
  (4)校對儀器后把標準件放在分選套圈之中,使其恒溫、減少溫差。
  (5)經常檢查和校正儀器,有無失靈、位置變動。
  (6)做到班前、班后及班中的自檢和兩個以上操作者互檢,防止出現大批量質量事故。做好每次換活之后的三校對工作,即:同時校對技術文件、標準件和儀器、首件工作。
  (7)注意在測量大型軸承時,由于重量大使儀器支點或測點產生變形,而使測量值不準確。
  (8)對分選工作最好展開輪流式,防止因其工作簡單重復及單調性操作使操作者分散精力。
  2.3殘磁
  軸承零件在加工過程中,有時使用電磁夾具,雖然經過退磁機進行退磁處理,但仍有殘磁存在,如果殘磁量很大,在測量游隙值時會發現測量值忽大忽小不穩定,同時內、外圈分選時套圈會刮表點。
  2.4套圈清潔度
  軸承套圈本身的清潔度狀況是否達到工藝文件要求,對游隙分選測量值的準確性影響非常大,若套圈某一點出現臟東西,在測量時臟東西會把表點墊起,測量值不準確。軸承零件清潔度是通過從零件內獲取污物,經過取樣、除油、脫脂、清洗、分離、過濾等步驟,在放大鏡下觀察污物的粒度,用天平對污物進行稱量。
  2.5計算游隙值與實測值不符
  (1)套圈滾道直徑尺寸的變動量超差。
  (2)套圈滾道溝曲率偏差超差。
  (3)滾道尺寸分選不準確,誤差較大。
  (4)軸承零件內清洗不干凈有油污、臟污或殘留的防銹油等雜質。
  (5)合套時沒注意尺寸偏差不同的鋼球。
  (6)合套時手感經驗不足。
  (7)軸承內徑與儀器心軸有間隙。
  2.6游隙合套工作場地的布局
  合套在裝配工作全過程中工作量最大,特別是在手工裝配條件下,各零件在裝配過程中互相傳遞頻繁,產品搬運量很大,為了使路線最短、減少搬運、減少重復操作動作,減少人員的流動,減少噪音和有利于防銹,必須進行合理組織和布置工作場地,做到方便有效,也有利于文明生產,有利于裝配的產品質量。
  3.結束語
  滾動軸承裝配的實質就是通過一定的方法和步驟,將經過精密機械加工過的,滿足軸承零件工序間技術條件要求的合格軸承零件,組裝成成品軸承的工藝過程,并且達到作業文件規定的技術要求,而且在裝配的全部過程中,游隙合套是基礎工序,也是最重要的一個工序,通過對影響游隙合套質量和效率的各方面因素進行分析和解決,就能在很大程度上提升工作效率和工作質量。
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