专利名称：背对背角接触球轴承轴向游隙和预载荷游隙的测量方法
技术领域：
本发明属于轴承测量技术领域，特别涉及到一种背对背角接触球轴承轴向游隙和 预载荷游隙的测量方法。
背景技术：
角接触球轴承在设计时存在配套径向游隙，只有在角接触球轴承配对并安装后才 可以具有轴向游隙或预载荷游隙，轴向游隙或预载荷游隙的大小取决于配对的另一角接触 球轴承的调节量。角接触球轴承具有不同细微处的结构变化，根据用户对角接触球轴承的使用要 求，可以提供背对背(DB配对型)时的轴向游隙(或称预游隙)或是预载荷游隙(或称预 载荷)，背对背是指配对的角接触球轴承的大端面相互对应，背对背配对的角接触球轴承轴 向游隙和预载荷游隙的表示方法参见图1和图2。图1是背对背配对时角接触球轴承在轴向方向位移时所产生的轴向游隙，该轴向 游隙规定为正值。图2是背对背配对时角接触球轴承在轴向方向实现预紧时所产生预载荷游隙，该 预载荷游隙规定为负值或是零。背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙现有的测量方法大致如下借用高精度角接触球轴承凸出量测量仪测量单套角接触球轴承的凸出量，并修磨 凸出量，然后根据配对后背对背角接触球轴承的凸出量值换算为背对背角接触球轴承的轴 向游隙或预载荷游隙。整个过程采用间接方法进行测量和换算，其操作程序复杂、繁琐且效 率低，容易产生累积误差。

发明内容
为了更好满足背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量要求，本发明提 出了一种背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，利用该测量方法可以准 确并直接测量背对背角接触球轴承的轴向游隙或预载荷游隙。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案本发明所述的轴承I和轴承11均指被测角接触球轴承，且配对的轴承I和轴承11 具有相同的型号和结构尺寸。所述的背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，先制作外圈隔 套、垫圈、内径载荷块和一个测量系统，所述外圈隔套的内径与轴承I或轴承II的外圈内径 相等，外圈隔套的外径与轴承I或轴承II的外圈外径相等，并在外圈隔套的径向开有两个 对称的缺口槽；所述垫圈的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，垫圈的内径与轴承I 或轴承II的内圈内径相等；所述内径载荷块具有凸台状，内径载荷块的最大外径与轴承II 的内圈外径相等，内径载荷块凸台处的外径《轴承II的内圈内径，内径载荷块凸台处的宽 度<轴承II宽度的一半，内径载荷块根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重；所述测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和一个测量仪表构成，两个等长杠杆的 中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的一端设有方向相反的两个直角测头， 两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测头到铰支点的距离等于铰支点到测量 仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的 间距以方便放入外圈隔套的两个对称缺口槽为准；测量前先将垫圈平放在测量平台上，将 轴承I的内圈放在垫圈上，然后在轴承I的外圈上放置外圈隔套，再将轴承II的外圈放在 外圈隔套上，注意轴承I的外圈大端面与轴承II的外圈大端面通过外圈隔套要背对背，最 后将配重的内径载荷块放在轴承II的内圈中；调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此 时的测量仪表指针校准为零，通过外圈隔套的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的 一端伸入到外圈隔套内；测量时，配重的内径载荷块对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两 个直角测头先对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪 表就显示出一个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点 B,中心点B处通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差，若A值减去B值等于 δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即轴承I和轴承II的轴向游隙为 δ ；若A值减去B值等于δ且δ为正值时，表明轴承I和轴承II为预载荷配对，即轴承I 和轴承II的预载荷游隙为δ，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向要实施预紧；测量完 毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和内径载荷块的配重量。由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下特点1.在本发明中，背对背被测角接触球轴承采用一次装卡定位，消除了由于定位误 差而对测量结果产生的影响，保证了测量的精度。2.本发明是一种直接测量方法，具有操作简单之特点，测量结果不需要复杂的换 算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。3.本发明的测量方法还可以用于成对深沟球轴承的测量。


图1是背对背配对时角接触球轴承的轴向游隙示意图；图2是背对背配对时角接触球轴承的预载荷游隙示意图；图3是本发明用于背对背角接触球轴承测量时的安装位置示意图。在图3中1_垫圈；2-轴承I的内圈；3-轴承I的外圈；4_外圈隔套；5_轴承II 的外圈；6-轴承II的内圈；7-内径载荷块。
具体实施例方式结合图3，本发明在测量前要先制作外圈隔套4、垫圈1、内径载荷块7和一个测量 系统。外圈隔套4的内径与轴承I或轴承II的外圈内径相等，外圈隔套4的外径与轴承 I或轴承II的外圈外径相等，并在外圈隔套4的径向开有两个对称的缺口槽。外圈隔套4 须经热处理，热处理后的硬度达HRC60-65，其次需要对外圈隔套4进行精密研磨，以保证外 圈隔套4的两端面的平行差不大于1 μ m，最后外圈隔套4的缺口槽要能顺利通过测量系统 中的两个平行直角测头。
垫圈1的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，垫圈1的内径与轴承I或轴 承II的内圈内径相等。垫圈1起测量定位的作用，垫圈1须经热处理，热处理后的硬度达 HRC60-65，其次需要对垫圈1进行精密研磨，以保证垫圈1的两端面的平行差不大于1 μ m。内径载荷块7具有凸台状，内径载荷块7的最大外径与轴承II的内圈外径相等， 内径载荷块7凸台处的外径《轴承II的内圈内径，内径载荷块7凸台处的宽度《轴承II 宽度的一半，内径载荷块根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重，比如轴承I或轴 承II的外径尺寸< 50mm以内，其内径载荷块7总重为24. 5N ；外径尺寸在50_120mm之间， 其内径载荷块7总重为49N ；外径尺寸在120-200mm之间，其内径载荷块7总重为98N ；外 径尺寸> 200mm，其内径载荷块7总重为196N。上述内径载荷块的配重方式不具有标准作 用，内径载荷块的配重量最好根据用户的需求而定，因为不同的配重对测量结果是不同的， 本发明中内径载荷块的配重方式仅供参考，但这并不影响本发明的具体实施。测量系统通过图3已展示，测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和 一个测量仪表构成，两个等长杠杆的中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的 一端设有方向相反的两个直角测头，两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测 头到铰支点的距离等于铰支点到测量仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成 两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的间距以方便放入外圈隔套的两个对称缺口槽为准。相 对设置的铰支点可以通过U型块的内槽来实现，U型块的内槽宽度与外圈隔套4的宽度匹 配即可，所以拿着U型块也就等于拿着测量系统，因此测量系统可以根据外圈隔套4的缺口 槽位置方向而随意插入进行测量。测量前先将垫圈1平放在测量平台上，将轴承I的内圈2放在垫圈1上，然后在轴 承I的外圈3上放置外圈隔套4，再将轴承II的外圈5放在外圈隔套4上，注意轴承I的外 圈大端面与轴承II的外圈大端面通过外圈隔套要背对背，最后将配重的内径载荷块7放在 轴承II的内圈6中。在这个过程中，轴承I和轴承II采用了一次装卡定位方式，可以消除 由于定位误差而对测量结果产生的影响，保证了测量的精度。调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此时的测量仪表指针校准为零，通过外 圈隔套4的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入到外圈隔套内。两个等长 杠杆要求具有良好的刚性，两个等长杠杆的长度差要不大于士0. 1mm，否则容易造成测量系 统的系统测量误差。此外，两个直角测头的端部若产生磨损要及时更换测头。测量时，配重的内径载荷块7对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头先 对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪表就显示出一 个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点B，中心点B处 通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差。若A值减去B值等于δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即 轴承I和轴承II的轴向游隙为δ。若A值减去B值等于δ且δ为正值(包括δ =0)时，表明轴承I和轴承II为 预载荷配对，即轴承I和轴承II的预载荷游隙为S，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向 要实施预紧。需要说明的是在测量系统中，由于两个等长杠杆分别由两个铰支点联接支承形 成了两个等臂杠杆，根据等臂杠杆原理，这样在A点和B点测量所计算出的δ或为正值和或为负值，因而在两个等臂杠杆的另一端所联接的测量仪表上则相对应的是负值或是正 值。由此看出上述测量过程是一种直接测量方法，具有操作简单之特点，测量结果不需要 复杂的换算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。测量完毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和内径载荷块的配重量，以便配 对安装时参考。本发明的测量方法还可以用于成对深沟球轴承的测量。
权利要求
一种背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法，其特征是先制作外圈隔套(4)、垫圈(1)、内径载荷块(7)和一个测量系统，所述外圈隔套(4)的内径与轴承I或轴承II的外圈内径相等，外圈隔套(4)的外径与轴承I或轴承II的外圈外径相等，并在外圈隔套(4)的径向开有两个对称的缺口槽；所述垫圈(1)的外径与轴承I或轴承II的内圈外径相等，垫圈(1)的内径与轴承I或轴承II的内圈内径相等；所述内径载荷块(7)具有凸台状，内径载荷块(7)的最大外径与轴承II的内圈(2)外径相等，内径载荷块(7)凸台处的外径≤轴承II的内圈(6)内径，内径载荷块(7)凸台处的宽度≤轴承II宽度的一半，内径载荷块(7)根据轴承I或轴承II的型号具有不同的配重；所述测量系统由两个方向相对的铰支点、两个等长杠杆和一个测量仪表构成，两个等长杠杆的中点被分别固定在各自的铰支点上，两个等长杠杆的一端设有方向相反的两个直角测头，两个等长杠杆的另一端之间联接测量仪表，从直角测头到铰支点的距离等于铰支点到测量仪表联接端的距离，使两个等长杠杆通过铰支点形成两个等臂杠杆，两个等长杠杆之间的间距以方便放入外圈隔套(4)的两个对称缺口槽为准；测量前先将垫圈(1)平放在测量平台上，将轴承I的内圈(2)放在垫圈(1)上，然后在轴承I的外圈(3)上放置外圈隔套(4)，再将轴承II的外圈(5)放在外圈隔套(4)上，注意轴承I的外圈大端面与轴承II的外圈大端面通过外圈隔套(4)要背对背，最后将配重的内径载荷块(7)放在轴承II的内圈(6)中；调整测量系统使两个等长杠杆相互平行，此时的测量仪表指针校准为零，通过外圈隔套(4)的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入到外圈隔套内；测量时，配重的内径载荷块(7)对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头先对准轴承I和轴承II的内圈径向宽度中心点A，此时中心点A处通过测量仪表就显示出一个A值，再移动两个直角测头并对准轴承I和轴承II的外圈径向宽度中心点B，中心点B处通过测量仪表就显示出一个B值，计算A值和B值的差，若A值减去B值等于δ且δ为负值时，表明轴承I和轴承II为预游隙配对，即轴承I和轴承II的轴向游隙为δ；若A值减去B值等于δ且δ为正值时，表明轴承I和轴承II为预载荷配对，即轴承I和轴承II的预载荷游隙为δ，轴承I和轴承II在配对使用时其轴向要实施预紧；测量完毕在轴承I和轴承II的端面标记测量结果和内径载荷块(7)的配重量。
全文摘要
一种背对背角接触球轴承轴向游隙或预载荷游隙的测量方法是先制作外圈隔套(4)、垫圈(1)、内径载荷块(7)和一个测量系统。轴承I的内圈(2)放在垫圈上，轴承I和轴承II背对背放在外圈隔套，内径载荷块放在轴承II的内圈(6)中。校准测量仪表，通过内圈隔套的两个缺口槽将两个等长杠杆设有直角测头的一端伸入其内。测量时，配重的内径载荷块对轴承I和轴承II施加轴向载荷，两个直角测头分别对准轴承I和轴承II的中心点A和B，A－B＝δ，若δ为负值表明轴承I和轴承II是轴向游隙，若δ为正值表明轴承I和轴承II是预载荷游隙。本发明具有操作简单之特点，测量结果不需要复杂的换算，A值和B值直观可读，且不存在换算和累计误差。
文档编号G01B5/14GK101922906SQ20101025488
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者张中元, 李鹏 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司