调心滚子轴承径向游隙测量仪

　　摘　要：介绍一种改进后的调心滚子轴承径向游隙测量仪的原理、结构以及特点。
　　关键词：调心滚子轴承；游隙；测量
　　1　现行测量方法
　　采用塞尺测量调心滚子轴承径向游隙的方法有如下缺点：首先，塞尺法只能定性，无法量化；其次，测量误差比较大，受人为因素影响较大。目前市场上有一些径向游隙测量仪标称可以测量调心滚子轴承，但据了解，都不是很实用，而且一些关键问题未能得到完全解决。
　　无论是使用原苏联的X094仪器，还是其他厂家研制的X0910仪器，都没有考虑调心滚子轴承的结构特点——调心性。原有仪器为上、下两点支承；而两点支承无法限制轴承外圈在水平面内的旋转自由度，在实际测量中轴承的内、外圈在水平面内可以自由相对旋转，从而无法保证内、外套圈始终处在同一平面内，所以测值很不稳定。而且该类仪器是有载荷静态测量，两点支承在测量载荷的作用下容易把轴承套圈夹变形，在此情况下测得的游隙将不是真值。
　　2　解决思路
　　我们改进了一台X094仪器，专用于调心滚子轴承的径向游隙测量，工作原理见图1。 　　本仪器重点解决外圈的旋转问题，我们知道，调心滚子轴承的内组件理论上是一个球体，而测量径向游隙的首要条件是内圈固定不动，所以在测量时内圈已在内径和端面同时固定了；而测量径向游隙就是测量外圈相对于内圈的径向移动量，所以外圈也必须设法固定，使之随固定装置沿径向移动。假如内、外圈不产生相对旋转，再在外圈的端面上同时固定，可以想象，由于内、外圈的端面宽度和滚道位置都有误差，不可能完全相同，那么内组件在累积误差作用下就很可能被推到外圈滚道中心线的一侧，从而造成两列滚子的接触角之间的差值增大，这将直接影响径向游隙的测值；因此，若想限制外圈的旋转自由度，只能在外径上着手。
　　经过多次试验，发现将传统的两点支承改为三点Y型支承，问题即得到解决。
　　利用X094仪器的主要部分，在原仪器的下支承座上加了一个过渡座，使一个下支承变为两个下支承；三点定位从理论上已完全限制了外圈在水平面内的旋转，只要三个支承柱的轴心线与仪器的心轴平行，就能保证内、外圈在同一平面内。
　　由于外圈除轴向外的自由度都被限制了，外圈只能沿滚道方向被内组件引导旋转。在测量之前使外圈相对内圈旋转一周以上，外圈将会被内组件引导到的合适位置;整个轴承就会处在理论接触位置上，此时测得的径向游隙值应该Z接近实际值。采用三点支承还可以明显改善套圈的受力状态，变形量大大减小。
　　改造的这台仪器测量原理与原仪器基本相同，只是为适应特殊的轴承结构，在定位装置上做了一些改进，重点突出测量的实用性。改进后的仪器优点比较明显，重复测量测值基本稳定在0.005mm范围以内。尤其是对改进型的CA型保持架轴承效果较好，如53515等轴承，由于内圈无中挡边，保持架为整体，滚子长径比较小，滚子在轴向的串动量较大，用塞尺测量误差达0.02～0.03mm，根本无法满足产品0.04～0.08mm径向游隙的测量要求。改进后的仪器就不会受上述因素的影响，在实际生产中取得较好效果。