滚动轴承游隙的调整

1.径向游隙的选择

轴承的径向游隙并非越小越好,不是所有的轴承都要求最小的工作游隙,必须根据条件选用合适的游隙。国标GB4604-93中,滚动轴承径向游隙共分5组,游隙值依次由小到大,其中0组为标准游隙。基本径向游隙组适合于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合;在高温、高速、低噪声、低摩擦等特殊条件下工作的轴承则宜选用较大的径向游隙;对精密主轴用轴承等宜选用较小的径向游隙;对于滚子轴承可保持较小的工作游隙。另外,对于分离型的轴承则无所谓游隙;最后,轴承装机后的工作游隙,要比安装前的原始游隙小,因为轴承要承受一定的负荷旋转,还有轴承配合和负荷所产生的弹性变形量。

锥孔轴承径向游隙的大小,取决于紧定套或退卸套与轴承内圈和轴之间配合的松紧程度,若轴承直接安装在带有锥面的轴头上，径向游隙的大小即取决于轴承内孔与轴配合的松紧。为保证锥孔球面滚子轴承能在正确的径向工作游隙下使用,安装前要测量其安装前后的游隙。一般可用塞尺测量滚子与内圈或外圈的间隙,只有轴承较小或空间狭窄的情况下,才用轴向移动量来测量轴承与轴的配合程度。锥孔自动调心球轴承的内部径向游隙较锥孔球面滚子轴承的小,因此安装和使用时 更要注意。安装轴承时,可用旋紧角或轴向位移来衡量轴承与轴的配合程度。将轴承套在紧定套上,并保证其内孔与紧定套在整个圆周上都接触,将背母旋紧至规定角度,轴承就会压紧在紧定套的锥面上,安装后应再检查轴承游隙。

2.轴向游隙的选择

向心推力轴承和圆锥滚子轴承,通常以面对面或背靠背方式安装,以某一个轴承圈的轴向位置来决定内部游隙或预压。游隙和预压的选择取决于对轴承配置性能和运行状况的要求。这类轴承的轴向游隙和径向游隙之间存在着固定的关系,只要满足其中某一个值,通常是轴向游隙便已足够。从零间隙状况开始,通过旋松或旋紧轴上的背母或调整轴承外圈上垫片的厚度,就可获得指定的游隙。

3.游隙的检测

轴承径向游隙的检查可用几种方法。最简单的检查方法是用手转动轴承进行检查。安装正确的轴承能灵活平稳地旋转,没有制动现象;另一种检查方法用手摇晃轴承外圈,即使有0.01mm 的径向间隙,轴承上最上面一点也要有0.01~ 0.15mm的轴向移动量。此种方法只适于检查单列向心球轴承, 对其他类型的轴承并不十分有效。

轴承的径向游隙也可用厚薄规检测。 将厚薄规插入轴承未承受负荷部位的滚动体与外圈(或内圈) 之间进行测量。这种方法广泛用于检测调心轴承和圆柱(锥)滚子轴承。

轴承的径向游隙还可用百分表检测。检测时,将轴承外圈顶起,用百分表测量。

轴承安装后要检测的游隙就是安装游隙。安装游隙等于原始游隙减去安装引起的游隙减小值。

滚动轴承的游隙,有的是可调的,有的是不可调的。游隙可调的轴承有角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承和推力滚子轴承。其余类别的轴承游隙均不可调。

游隙不可调的轴承,在装配后和使用过程中仍要检查游隙。根据检查结果决定是否需要重装、维修或更换。

对游隙可调的轴承,在安装后和使用过程中都应进行调整。通过使用过程中的调整,能部分地补偿轴承磨损所引起的轴承游隙的增大。

游隙可谓的轴承,如圆锥滚子轴承，既有径向游隙又有轴向游隙,而且两者之间有一定的几何关系。对推力轴承来说，仅轴向游隙有实际意义。

4.轴向游隙的调整

滚动轴承轴向游隙的调整方法很多有垫片调整法、螺母调整法、螺钉挡盖调整法和内外套调整法等。垫片调整法是最常用的调整方法,如图1所示。调整时,一般先不加垫片,拧紧侧盖的固定螺钉, 直到轴不能转动时为止(此时轴承内无游隙),此时,用厚薄规测量侧盖与轴承座端面之间的距离 (K),然后加入垫片,垫片厚度等于K值加上轴向游隙。应该注意,采用垫片调整法调整的精度取决于侧盖和垫片的质量。轴承侧盖凸缘端面A和侧盖端面B应该平行。一套垫片应由多种不同厚度的垫片组成,垫片应平滑光洁,其内外边缘不得有毛刺。

用螺母调整轴承的轴向游隙有两种方法,一种是用装在轴上的螺母调整,另一种是用装在轴承座孔上的螺母调整。调整时,先将螺母拧紧到轴难以旋转时为止(此时轴承内无间隙,注意在拧紧螺母时 应转动轴承,以便使滚动体在滚道上处于正确位置),然后再将螺母拧松到轴能自由转动为止,调整后用止动螺母锁死,最后还要检查轴向游隙。

5.轴承座刚度与孔的不同轴度的调整

轴承座必须具有足够的刚度,而在同一轴线上的轴承孔必须保持严格的不同轴度,以免引起滚动体运动时写楔住而过载。因此,轴承座附近壳体壁要加厚,或者采用加强筋增加其刚度。此外,尽可能采用直径相同的轴承孔，这样可以一次定位镗成,以保证其不同轴度。为保证轴有正确的工作位 置并以最小阻力旋转,轴承装配时应使其与相配轴有良好的不同轴度。靠定位装置定位,安装轴承前应检查卡环是否良好、可靠,轴肩是否平整光洁,表面有无杂质污垢等;通过试运转找正,在轴承盖紧固螺栓拧紧过程中,应不断转动轴承使其在转动中自行找正,再按规定力矩拧紧紧固螺栓。在拧紧轴承盖的过程中,应不断的转动轴,使轴承自行找正。若轴承旋转轻巧灵活无卡滞,即说明己找正,即可按规定力矩分2~3次均匀拧紧轴承盖螺栓。传动轴中间支承轴承等也应如此调整。

6.预紧度的调整

为使轴承保持良好的工作状态,延长其使用寿命,安装时进行调整,迫使轴承内、外圈间产生一定的轴向位移,从而使轴承预先压紧,以提高轴承的支承刚度,即调整轴承与相配轴的不同轴度及轴承 的预紧度,如图2所示。

预紧度调整合适,轴向推拉或撬动轴承无明显的间隙感,用手转动轴承有轻便、灵活的感觉。轴承预紧度的调整方法有:螺纹调整法和垫片调整法(见图3)。螺纹调整法是通过拧进、拧出螺母(钉) 调整轴承预紧度,可应用于轮毂轴承、转向机轴承等。如图3b所示,通过轴承外围压盖3移动外圈位置进行调整(即螺纹调整法调整预紧度),调整后用螺母2锁紧。此法较简单,但调整后应将螺母(钉) 锁死,以防 因其松动而改变己调整好的预紧度。垫片调整法是通过增减轴承内外围的止推垫片4 而获得适当的预紧度(见图3a)。调整时垫片增减不当会影响该总成的总体装配质量,如减速器的主动锥齿轮轴承调整垫片增减不当,会改变锥齿轮的啮合印痕,影响减速器的工作性能。

滚动轴承的一个套圈固定,另一个套圈沿轴承的径向或轴向由一个极端位置移到另一个极端位置的移动量,分别称为轴承的径向游隙和轴向游隙,如图4所示。

上述游隙对轴承的旋转精度、温升、寿命、噪声等影响很大。因此,当对轴承的旋转精度与刚度要求高时,应考虑用预紧的方法来消除过大的游隙。就是在安装时给予一定的轴向作用力(预紧力), 使内、外圈产生相对位移,因而消除过大的游隙,并在套圈与滚动体接触处产生弹性预变形,借以提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。预紧力可以利用金属垫片或磨窄套圈等方法获得。

7.轴承组合位置的调整

调整轴承组合位置的目的,是使轴上零件具有准确的工作位置。例如在蜗杆传动中,要求蜗杆的轴线位于蜗轮的主平面内(见图5a);在圆锥齿轮传动中,要求两轮分度圆锥的锥顶必须重合(见图5b), 这样才能使啮合处于正常状态。圆锥齿轮轴的位置及轴承间隙的调整,如图6所示,用垫片l调整圆锥齿轮的轴向位置,用垫片2调整轴承间隙。