轴承装配知识（6）--轴承游隙的检测
在轴承游隙及其他精度检测时，一般都需要使用仪器，本节对轴承专用检测仪器进行简单介绍。
一、轴承专用检测仪器型号介绍
轴承专用检测仪器型号的构成由三部分组成。
1.仪器型号的第一部分
仪器型号的第一部分用汉语拼音字母表示，代表所测量的主要参数，被测参数的代号见表3-1。对于自动测量和主动测量仪器，编号前加字母“Z”。
例如，X095为深沟球轴承成品径向游隙检测仪器，第一部分代号为“X”。J6915为角接触球轴承接触角检测仪器，第一部分代号为“J”。
2.仪器型号的第二部分
仪器型号的第二部分用被测轴承的类型代码表示，被测轴承类型代码见表3-2。
例如，G905为各类轴承通用的高度检测仪器，第二部分为代码“9”，表示通用。B024为成品深沟球轴承内圈旋转精度的检测仪器，第二部分为代码“0”，表示用于深沟球轴承。
3.仪器型号的第三部分
仪器型号的第三部分用被测零件的种类代号，或是被测零件的尺寸规格代号，或是这两个代号的组合表示。
表示被测零件的种类代号有：“0”代表套圈，“1”专指外圈（座圈），“2”专指内圈（轴圈），
“3”代表保持架，“4”代表滚子，“5”代表钢球，“6”代表铆钉，“9”代表轴承装配后的成品。
尺寸规格代号可用被测量零件的尺寸范围的代号，也可用尺寸规格的顺序号。
例：Q991为通用的轴承成品残磁检测仪，第三部分代号为“91”，“9”表示装配后成品，“1”表示轴承尺寸的顺序号，适用于外径200mm以下轴承。D724为圆锥滚子轴承内圈滚道直径检测仪，第三部分代号为“24”，“2”表示仅内圈用，“4”表示零件尺寸范围的顺序号，适用于外径65~180mm的零件，该仪器也可测量内滚道锥角及内滚道倾斜度变动量，同时也可用于圆柱滚子轴承等。
检测仪器如果是在原有基础上的改进，或区别两种及以上的相同规格，可在仪器型号后加区别代号A、B、C……检测仪器代号仅代表某种仪器与其他仪器的区别，实际上检测的轴承类型和规格不仅局限于代号中规定的类型和规格，只要测量原理相同，就可以扩展，充分发挥仪器的作用。
二、轴承成品游隙的检测
1.径向游隙的检测
轴承径向游隙的测量是固定内圈或外圈，在不固定的套圈上施加能得到稳定测值的测量载荷，并在直径方向上做往复移动进行测量。置测头于不固定套圈宽度的中部，读取该套圈在各个角位置（至少三个均布）上沿载荷方向的移动量，其算术平均值（扣除由于测量载荷引起的增加量）即为轴承径向游隙值。
各种轴承的结构类型不同，游隙的检测方法亦有所区别。例如：深沟球轴承，径向游隙可在一定载荷作用下用仪器测量；圆柱滚子轴承和滚针轴承，可使用夹具以手推动轴承进行测量；大型圆柱滚子轴承、调心滚子轴承，可用塞尺检查。以下以三种不同的检测方法为代表，说明径向游隙的检测过程。
（1）专用仪器检测。对于深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、调心滚子轴承，目前已有相应的高效动态无载荷的径向游隙检测仪，型号为X093J、X094J和X0910等，被检测轴承的内径为10~210mm。这些仪器使轴承在无载荷下转动，能直接精确地反映出径向游隙的平均值，检测过程自动控制，测量结果由数字显示。
有载荷径向游隙检测原理如图3-2所示。检测时，内圈固定在心轴的端面上，测量外圈从一个极限位置到另一个极限位置的移动量，即指示仪A、B各自变化量的差值为径向游隙。
每隔120°测量一次，三次测量结果的算术平均值，即为该轴承的径向游隙值。
在测量时，内圈被加紧的力要尽量小，加测量载荷后，内圈的径向移动量应不明显，并且测量点最好通过一个滚动体。
（2）简易测量法。简易测量法在轴承尺寸超出专用仪器的测量范围时采用，测量原理如图3-3。采用这种方法有赖于操作者的技能，测量时不应施过大的手指压力。
检测时，将内圈压紧，用手推、拉外圈，在表上反映的数值差，就是径向游隙。为补偿内、外圈可能存在的圆度等误差，可在不同的角度位置上重复同样的过程若干次，最后将这些读数进行算术平均，即为该轴承的径向游隙值。
（3）塞尺测量法。塞尺测量法适用于大型、特大型圆柱滚子轴承和调心滚子轴承径向游隙的检测，测量方法见图3~4，将轴承立起或平放测量。塞尺测量法有时也用来测量轴向游隙。
用塞尺沿每列滚子和滚道圆周间测量轴承的最大和最小径向游隙时，按下述方法确定：最大径向游隙：转动内圈和滚子保持架组件一周，在连续三个滚子上能通过的塞尺片的最大厚度。
最小径向游隙：转动内圈和滚子保持架组件一周，在连续三个滚子上不能通过的塞尺片的最小厚度。
由于测量时允许包括塞尺厚度允差在内的误差，因此，所测得的最大和最小游隙，允许小于或不大于规定极限数值的0.01mm。所测得的最大游隙、最小游隙的算术平均值，即为该轴承的径向游隙值。
调心滚子轴承在每列的径向游隙值测量后，取两列游隙值的算术平均值，作为该轴承的径向游隙值。多列的圆柱滚子轴承，每列的径向游隙值都应测量，并满足它们之间游隙相互差的要求。
2.轴向游隙的检测
对于向心轴承（圆锥滚子轴承除外）的轴向游隙检测，与径向游隙的检测比较，二者原理相似。
以图3-5所示X193仪器为例，用专用仪器测量轴向游隙时，把外圈固定，测量内圈从一个极限位置到另一个极限位置的轴向位移量。
X193仪器的操作过程：轴承7通过手柄3的传动将轴承外圈压住固定，扳动手柄2使载荷1向上顶起轴承内圈，施加压顶力Q，扳动手柄控制凸轮5放下载荷4，载荷4向下施加的轴向力2Q，又推动轴承内圈向下移动，实际施加于内圈的下压载荷为20-Q=Q，两次仪表反映的差值为轴向游隙。测量载荷Q有一定值要求，应根据要求在使用前校准好。
轴向游隙简易测量法，如图3-6所示，用G903、G904等高度检测仪器稍加改装进行。测量时，将被测轴承放在仪器的支架上，将圆形片放在内圈端面上，然后用食指从下面往上顶起内圈，再用拇指往下压圆片，两次仪表反映的差值即为轴向游隙值。操作时，用手加力要均匀，游隙取三次转动内圈测量值的算术平均值。
减速机轴承游隙不合适有何危害？附游隙调整技巧及测量的3种方法
随着工业化的发展，大型减速机在企业中的使用越来越广泛。本文分析大型减速机运行中常见的轴承损坏故障原因，以及轴承游隙的调整、测量及轴承安装的方法。
某钢厂烧结生产线上有5台减速机，运行期间发生的故障类型相同，故以其中一台为例，减速机型号为SQAS1845-I-D×NH（四级硬齿面圆柱齿轮）；减速机中心距1845mm；减速机速比25.46；23232CC/W33(双列调心滚子轴承)高速轴轴承。减速机如图1所示。
对2016年至2017年该类减速机的故障统计分析，减速机高速轴烧损故障频率最高，造成损失最大。其中2017年3月份，B制粒机总计停机76h，共更换高速轴6套，轴承12套，直接经济损失达30余万元。经检查、分析，原因是轴承游隙调整不合适，造成轴承发热抱死，导致高速轴、轴承损坏。为此，针对轴承游隙测量、调整及调整值标准进行分析。
1减速机轴承游隙
滚动轴承的内、外圈和滚动体之间存在一定的间隙，因此内、外圈之间可以有相对位移。在无负荷作用时，一个套圈固定不动，另一个套圈沿轴承的径向和轴向从一个极限位置到另一个极限位置的移动量，分别称为径向游隙和轴向游隙，如图2所示。
按照轴承所处的状态，游隙分为三种。
（1）原始游隙。 指滚动轴承安装前自由状态时的游隙，它是由制造厂加工、装配所确定的。
（2）安装游隙 ，也叫配合游隙。是轴承与轴及轴承座安装完毕而尚未工作时的游隙。由于过盈安装，或是内圈增大，或是外圈缩小，或二者兼有之，均使安装游隙比原始游隙小。
（3）工作游隙 。滚动轴承在工作状态时的游隙，工作时内圈温升最大，热膨胀最大，使轴承游隙减小；同时由于负荷的作用，滚动体与滚道接触处产生弹性变形，使轴承游隙增大，轴承的工作游隙比安装游隙大还是小，取决于这两种因素的综合作用。
2轴承工作游隙不合适的危害
工作游隙是滚动轴承的重要质量指标，也是轴承应用中的重要参数。在实际使用中，轴承的工作游隙将影响到轴承中的负荷分布、振动、噪声、摩擦力矩和寿命 。轴承的工作游隙不合适会对减速器造成危害。
（1）轴承的工作游隙过小。
轴承的工作游隙过小，将增大轴承的摩擦力矩，从而产生大量的热，容易导致轴承发热损坏。这是因为，当轴承的工作游隙过小时，将导致轴承的滚动体与轴承内外圈的润滑不良，因干摩擦产生大量的热，产生磨损、胶结、轴承内外圈胀裂等现象，会造成轴承损坏。
（2）轴承的工作游隙过大。
轴承的工作游隙过大，主要由轴承的自然游隙选用过大、轴承的压紧力不够引起。在高速运转的减速机中，当轴承的自然游隙较大时，导致工作游隙也相对较大，这将造成减速机在运行过程中振动较大，降低轴承的使用寿命。
通过对生产中减速机故障分析，认为该减速机轴承损坏是由于轴承的工作游隙过小造成的。
3轴承游隙的测量
轴承游隙测量的方法主要有专用仪器测量法、简单测量法及塞尺测量法 。
塞尺测量法在现场使用最广泛，适用于大型和特大型圆柱滚子轴承径向游隙的测量，将轴承立起或平放测量，若有争议时以轴承平放时的测值为准。
轴承的最大径向游隙测值和最小径向游隙测值的确定方法：用塞尺片沿滚子和滚道圆周间测量时，转动套圈和滚子保持架组件一周，在连续三个滚子上能通过的塞尺片的最大厚度为最大径向游隙测值。
在连续三个滚子上不能通过的塞尺片的最小厚度为最小径向游隙测值。取最大和最小径向游隙测值的算术平均值作为轴承的径向游隙值。使用塞尺测量法所测得的游隙值允许包括塞尺厚度允差在内的误差。
调心滚子轴承径向游隙采用塞尺测量法测量时，在每列的径向游隙值合格后，取两列的游隙值的算术平均值作为轴承的径向游隙值。
4轴承游隙的调整
（1）轴承轴向游隙的调整。
如图3所示。
轴承的内圈由轴肩进行定位，外圈由两侧的轴承压盖进行预紧，轴承的轴向游隙由两侧轴承压盖的预紧力进行调整，考虑到轴承因发热造成游隙减小，轴承的轴向应留有一定的游隙，对于轴承轴向的游隙，国家无相关标准。
在实践中，轴向游隙因过盈装配、带负荷运行等因素影响较小，故在安装时，一般以轴承的原始游隙为标准进行调整。
具体调整方法 （见图4）：在减速机不盖上盖的情况下，将轴装配安装到位，轴承两侧压盖螺栓紧固到位，然后在轴的一端轴向施加一定的压力。
该轴向力的大小可参照轴在运行中所承受的轴向力，然后使用塞尺测量间隙1与间隙2，测量完成后计算间隙1与间隙2之和，并与轴承测量的原始游隙对比，保证二者的差值在±40μm之内，若无法达到要求，则可以通过增加调整垫片调整，直到达到要求为止。
（2）轴承径向游隙的调整。
轴承的径向游隙对轴承的稳定运行起到至关重要的作用，而对于轴承的径向游隙，GB/T4604-2006已有相关的标准，因此在具体应用时，只需查表可知轴承的径向游隙的上下限。
其具体调整方法： 为了便于测量，调整前应拆除轴承两侧压盖，将轴承安装在轴承座，盖上上盖，使用力矩扳手均匀紧固轴承两侧4个紧固螺栓，螺栓的预紧力可参照国家标准的相关规定，紧固到位后，使用塞尺进行测量，测量值与查表的标准值进行比对。
以该减速器轴承型号23232CC/W33。根据GB/T4604-2006该轴承径向游隙的最大值为110μm，最小值为75μm。通过比对结果调整轴承游隙，若调整值小于最小值，则说明轴承的安装游隙太小，应当增大游隙，轴承安装示意图（轴向）如图5所示。可在轴承箱上、下接合面螺栓孔处放入铜皮进行调整。如果调整值大于最大值，则说明轴承安装游隙过大。
调整的方法如图5轴承安装示意图（轴向）所示。在轴承箱与轴承外圈结合面放入铜皮进行调整，注意放铜皮时不要堵塞轴承的油孔。以上方法一般需要多次调整，才能将轴承径向游隙调整到标准范围内。游隙调整达到标准后，重新进行安装。
由于影响轴承游隙因素很多，关于轴承游隙具体调整方法也较多，欢迎留言沟通交流您使用的方法及遇到的问题。
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