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      雙列圓錐滾子軸承的軸向游隙測試試驗

      雙列圓錐滾子軸承的軸向游隙測試試驗


      摘要采用標準規定的“分體法”、用戶經常使用的“整體法”以及一些國外公司采用的“凸出量法”測量并計算雙列圓錐滾子軸承的軸向游隙,以比較不同測量方法的數據差異,結果表明“凸出量法”是效率較高的準確測量方法,且可推廣至四列圓錐滾子軸承軸向游隙的測量中。


      一、概述

       軸向游隙是雙、四列圓錐滾子軸承應用中的重要技術指標,對軸承的使用壽命有直接影響,JB/T 8236—2010《滾動軸承  雙列和四列圓錐滾子軸承游隙及調整方法》中規定了雙、四列圓錐滾子軸承的徑向游隙及軸向游隙的換算和調整方法,即分體測量方法[1]。雙、四列圓錐滾子軸承游隙過小,容易造成嚴重的軸承失效事故,主機用戶往往都需復檢軸向游隙,按照標準規定的“分體法”測量雙、四列圓錐滾子軸承軸向游隙時,采用高度尺確定套圈端面到測量平臺之間的距離,對于軸承測試平臺要求高,用戶現場難以實現。各生產企業以及主機用戶在實際應用中摸索各種替代測量方法[2-5],“整體法”目前主機用戶大量使用的替代測量方法[6],測量實踐表明:測量雙、四列圓錐滾子軸承軸向游隙時,“整體法”與“分體法”的測量誤差約0.01~0.10 mm[5]1。不同測量方法所得測量值的不同迫使軸承制造企業在游隙配置時加大軸向游隙值以“匹配”用戶測量方法,造成軸承實際游隙大于測量值,從而降低軸承的回轉精度,增加軸承運行時的振動與噪聲,最終降低軸承壽命。


      國外一些公司在無隔圈雙、四列圓錐滾子軸承游隙測量時采用了“凸出量法”[7-8],并開發了專用測量儀器,如圖1所示。該測量方法的計算原理與標準規定的“分體法”相同[1-8],測量中采用套圈端面定位,無需往復找平;3個表架同時讀數,測量3次即可獲得3組共9個數據;測量效率大幅提升,且對測量平臺精度要求相對較低,便于在軸承應用現場開展測量。目前,該測量方法已推廣到各種結構類型雙、四列圓錐滾子軸承的游隙測量[9]。


      綜上,借鑒國外公司“凸出量法”測量儀器的原理,制作簡易工裝開展雙、四列圓錐滾子軸承軸向游隙測試試驗,并進行不同測量方法所得結果的對比分析。


      二、測量方法

      為驗證“凸出量法”與標準規定的“分體法”以及“整體法”的數據差異,選取32930單列圓錐滾子軸承(面對面配對)以及再制造[10]后待配游隙的SKF BT2-8131雙列圓錐滾子軸承,分別測量2種軸承外圈之間的縫隙值并計算其軸向游隙[7]12。試驗樣本數量分別為:隨機選取100套32930配對為50套32930DF,20套SKFBT2-8131,被測軸承結構如圖2所示。32930DF的外形尺寸為Φ150 mm×Φ210 mm×76 mm,質量為7.6 kg;SKF BT2-8131的外形尺寸為Φ460 mm×Φ860 mm×380 mm,質量為975 kg。選取這2種軸承作為試驗對象的主要原因為軸承縫隙在外圈,便于整體法測量,而且軸承的重量和錐角差別也較大,便于對比數據。試驗數據來源于工序間合套配游隙時的測量值。

      三、 數據分析

      3種測量方法所測數據如圖3所示,50套32930DF和20套SKF BT2-8131在不同測量方法下的軸向游隙均值見表1。由圖、表可知:

      (1)與以往的研究結論相同,“整體法”的測量值顯著大于“分體法”的測量值。這是由于“整體法”測量時,由于靠下一列滾動體的自鎖問題,造成縫隙測量值大于其實際值,導致游隙配置時軸承的實際游隙大于真實值。


      (2)對于32930DF,“整體法”的測量均值比“分體法”大0.126 mm;對于SKF BT2-8131,“整體法”的測量均值比“分體法”大0.201 mm,兩者之間的測量誤差超過0.10 mm,并且軸承尺寸越大、錐角越大,測量誤差越大。


      (3)對于32930DF和SKF BT2-8131這2種型號的軸承,“凸出量法”與“分體法”測量均值的差值的絕對值分別為0.010,0.009 mm,測量結果非常接近,說明“凸出量法”可作為“分體法”的代用方法。


      (4)對于32930DF,“分體法”測量工時為“整體法”的1.75倍,“凸出量法”的1.4倍,“凸出量法”的效率優勢并不顯著,原因在于軸承重量較輕,無論是“分體法”還是“凸出量法”,軸承測量過程中的翻轉時間所占比列較??;對于SKF BT2-8131,“分體法”測量工時耗費為“整體法”的4倍,“凸出量法”的2.18倍,相較于“分體法”,“凸出量法”的效率優勢較為顯著,且耗費的主要工時為軸承翻轉時間,實際測量和讀數時間較短?!巴钩隽糠ā痹跍y量重大型雙列圓錐滾子軸承的軸向游隙時,在保證測量精度的前提下具備非常突出的優勢,可以作為用戶現場復檢雙列圓錐滾子軸承軸向游隙的重要手段。

      四、結束語

      JB/T 8236—2010規定“測量時在外圈上加載荷塊,其載荷值應保證滾動體與滾道均勻接觸”,國外公司的“凸出量法”測量儀器附帶有配重裝置,測量不同尺寸雙、四列圓錐滾子軸承軸向游隙時可通過調節配重滿足測量需求。配重裝置的制作原理也很簡單,一般軸承制造企業均可制作。


      很多四列圓錐滾子軸承的尺寸較大,采用“分體法”測量軸向游隙時更加繁瑣耗時,而四列圓錐滾子軸承軸向游隙的“分體法”測量原理與雙列圓錐滾子軸承的“分體法”測量原理相同,也可推廣采用“凸出量法”,從而更大幅度地提升測量效率。


      “凸出量法”是一種測量準確且測量效率較高的測量方法,本文制作的簡易測量工裝制作也較為簡便、經濟,易于在軸承制造企業推廣。由于測量標準未規定和推介該測量方法,因而還難以獲取主機用戶的認可,若相關標準規定這種測量方法的可行性,則可大大提升雙、四列圓錐滾子軸承軸向游隙測量效率、提高測量精度,進而為軸承回轉精度上升、振動降低、壽命延長做出有益改進。

      (來源:軸承雜志社2020年10期)



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