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单列圆锥滚子轴承配对安装技术的研究

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  • 发布时间:2014-11-19
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单列圆锥滚子轴承背对背配对结构不但刚性好,且具有良好的导向精度,同时还可以承受倾覆力矩,因此在风电齿轮箱中得到了越来越广泛的应用。此种轴承配置方式主要应用于行星轮上,包括传统行星轮结构 11以及采用柔性销轴技术的行星轮结构,其中采用柔性销轴技术的行星轮结构如图 1所示。

单列圆锥滚子轴承配对后轴向游隙的调整通过配磨内隔圈完成,若内隔圈由轴承厂家加工并调整好游隙,成本较高且安装游隙变化较大,因此内隔圈的加工及轴向游隙的调整由齿轮箱生产厂家来完成。目前采用此轴承结构配置的风电齿轮收稿日期:2012-10-27;修回日期:2012-12-15作者简介:赵登利(1984-),男,山东聊城人,硕士,工程师,主要从事风电齿轮箱的相关研究。

图 1 柔性销轴技 术轴承 配置 图箱行星轮均采用负游隙,轴向游隙-般为 -0.1-0 Bin。此轴承配置虽具有结构简单,组配灵活的特点 ,但其安装过程较复杂,安装精度将会影响轴承的运转刚度及使用寿命。

对于车间批量生产,轴向游隙的调整是影响生产效率和产品质量的关键因素,而轴向游隙的调整是通过配磨内隔圈来实现的,因此必须寻找- 种方便快捷确定内隔圈宽度的测量方法。目前· 54· 《轴承)2013.No.4各风电齿轮箱厂家对于此轴承结构配置的测量、安装方法各不相同,在此将对几种内隔圈宽度测量方法进行比较、分析,确定-种准确、快捷的测量安装方法,并给出行星轮结构的优化建议。

2 零游隙确定当调整-对背对背圆锥滚子轴承的安装时,必须转动轴承以使滚子处于正确位置,即内组件滚子大端面紧紧压靠在内圈大挡边上,外圈滚道紧紧压靠在滚子锥面上 J,此时即为圆锥滚子轴承的零游隙状态 。

如图2所示,将A, 轴承安装到位,并将整个行星轮部套放在平台上,转动行星轮至运转平稳。

此时轴承 B滚子大端面紧紧压靠在内圈大挡边上,而轴承A滚子大端面与内圈大挡边有间隙,用0.1-0.15 mm的塞尺可轻松塞入,因此可以确定此时轴承 B处于零游隙状态,而轴承 A处于非零游隙状态。

图 2 零游隙状态3 内隔圈宽度确定轴向游隙的调整关键是确定零游隙状态下内隔圈的宽度,设零游隙状态下内隔圈的宽度为 ,所需要的游隙为 ,则内隔圈安装后的宽度 为LLo o。

若初始状态下内隔圈的宽度为 L ,则内隔圈的配磨量 △ 为ALLl- 。

对于内隔圈在零游隙状态下的宽度 。的测量,各齿轮箱厂家采用3种不同的测量方法。

3.1 方法 1测量原理如图3所示,将行星轮部套放在平台上,取下内隔圈,在轴承 A上加 1个载荷块(载荷块的质量和结构设计在此不做介绍),转动行星轮至平稳状态,直接测量上、下两轴承之间的高度日,日即为零游隙状态下内隔圈的宽度 。。

轴承 B在行星轮、载荷块及轴承重力作用下处于零游隙状态,但轴承 4由于内组件圆锥体的自锁作用,滚子球基面与内圈挡边不能够完全接触,存在-定的间隙,处于非零游隙状态,此时将高度日作为零游隙状态下内隔圈的宽度 ,测量结果会存在较大的误差。

图3 方法 1测量原理 图3.2 方法 2测量原理如图4所示,首先在配对的2套轴承中取出任-轴承并做好标识,测量轴承在正、反状态下的装配宽度 和 ,计算两者的差值 6 ,即 T1- ,8。即为图4b中轴承 在非零游隙状态下测量配对轴承轴向游隙产生的误差值 (测量 , 时需加上载荷块)。

B(a)轴承装配宽度测量(b)坝4量原理图4 方法 2测量原理图取出内隔圈,在轴承A上加 1个载荷块,使测头打在载荷块中心,转动行星轮至平稳状态,轴承B处于零游隙状态,此时将测量仪表对零位,将行星轮部套移出测量区域。然后装入未配磨的内隔圈,再次加上载荷块,并将测量仪表测头打在载荷块中心E2],转动行星轮至平稳状态,记录测量仪表的读数8 ,此时可以计算出配对圆锥滚子轴承的轴向游隙△6,即A86 8:,则内隔圈在零游隙状赵登利,等:单列圆锥滚子轴承配对安装技术的研究 ·55·态下的宽度L0L A8。

3.3 方法 3测量原理如图 5所示,将行星轮部套放在平台上,取下内隔圈,轴承 A在上部,转动行星轮至平稳状态,测量行星轮上端面到轴承 内圈端面的高度 H ;然后翻转行星轮,使轴承 位于上部,转动行星轮至平稳状态,测量行星轮端面至轴承A内圈端面的高度 。假设行星轮的宽度为 ,则零游隙状态下内隔圈的宽度 为L0H1 -K。

- 翻(a)正向测量 (b)反向测量图 5 方法 3测量原理 图对比上述 3种测量方法发现,方法 1虽然测量过程简单,但是存在较大的测量误差,并且载荷块质量的不同对测量结果有很大的影响。方法 2消除了上部轴承在非零游隙状态测量时轴向游隙的误差,但需测量 ,整个测量过程较长,前后 2次测量时仪表产生的误差不可忽略。测量方法 3相对于前 2种方法,测量数据较少,且整个测量过程产生的误差较小,更适合于车间批量化生产应用。

4 误差分析及应对措施对比上述测量方法并结合行星轮部件的安装过程,分析方法 3测量过程中产生的误差并给出应对措施。

方法 3测量过程中,测量数据 ,日。和时,由于行星轮两端面及轴承内圈端面存在端面跳动及平行度公差 ,测量过程会产生-定 的误差,-般情况下行星轮端 面跳动小 于 0.03mm,轴承端面相对于 内孔 的垂直度更小 ,因此测量时可采用多点测量取平均值 的方法。安装时为提高生产效率并保证测量的准确性,可以取4~6点进行测量,取其平均值作为 K,日 和日 的最终测量值。

另外为方便 日 ,日:的测量 ,设计行星轮时要保证轴承内圈端面低于行星轮端面,即轴承端面与行 星轮端面存在-定高度差 y,如 图 6所示 。

图6 行星轮结构优化因轴承外圈与行星轮内孔为过盈配合,安装时通过加热行星轮进行热装 ,在行星轮冷却过程中,轴承外圈端面与行星轮内孔挡边会存在-定的间隙,现巢装实测的间隙值约为 0.02~0.05mm,此间隙的存在将会影响配对轴承的轴向游隙值。在轴承外圈安装到位缓慢冷却过程中,可通过施加压力的方法使轴承外圈端面与行星轮内孔挡边端面紧密接触,如图 7所示。单个行星轮上施加重物或 2个或以上行星轮叠加在-起,可以保证行星轮冷却过程中轴承外圈端面与行星轮内孔挡边紧密接触,提高安装质量。

图7 行星轮部套安装过程改进图5 计算实例以2套32040圆锥滚子轴承组成的背对背配对安装轴承为例,说明轴承安装过程以及内隔圈宽度的确定过程。

!曼 二 2鱼CN41-l148/TH轴承 2013年4期Beating2013,No.4调心球轴承内圈沟道测量方法的改进李利莉(哈尔滨轴承集团公 司 小型球轴承分厂 ,哈尔滨 150036)摘要:以调心球轴承 1311ATN为例 ,分析改进前内圈沟道位置和两沟道间距采用样板测量的原理和存在的不足,介绍了采用 D022轴承测量仪测量内圈沟道位置和两沟道间距的具体方法和优势。

关键词:调心球轴承;内沟道 ;测量;测量样板;测量仪中图分类号:TH133.33 1 文献标志码:B 文章编号:1000-3762(2013)04-0056-031 前言调心球轴承主要承受径向载荷,同时可承受较小的轴向载荷。旋转时钢球、保持架、内圈相对外圈心轴可做-定程度的自由倾斜,具有自动调心性能,可以补偿不同心度和轴挠度造成的误差,但其内、外圈相对倾斜度不得超过 3。。典型的调心球轴承 1311ATN结构如图 1所示,内圈尺寸结构如图2所示。调心球轴承内圈沟道位置、沟道间距直接影响调心球轴承的游隙、调心性及合套收稿日期:2012-11-27时的合套率,因此,下文以调心球轴承 131 1ATN为例,分析内圈沟道的测量方法。

2 改进前测量方法及存在的问题改进前利用测量样板采用透光法对调心球轴承内圈沟道位置和沟道间距进行测量、检验和控制,测量样板如图3、图4所示。

2.1 沟道位置测量沟道位置样板的大范和小范(开口侧)分别代表最大沟道位置和最小沟道位置。检测基准端面(以非打字端面为基准面)侧沟道位置,将样板的定位面靠在内圈基准端面上,先后用大、小范测32040轴承宽度 T70 mm,行星轮宽度 K170 mm,内孔挡边宽度 K 60 mm。背对背安装要求轴向游隙为 -0.1-0 mm。

将轴承内、外圈做好配对标识,加热行星轮至~ 定温度并将两轴承外圈装入行星轮内孔,保证轴承外圈端面紧靠行星轮内孔挡边,按照图7的要求放置行星轮部套直至行星轮冷却下来。用塞尺检查轴承外圈端面与行星轮内孔挡边是否存在间隙,若间隙过大需重新进行安装。

将行星轮部套放在测量平台上,按方法 3的要求进行测量。测量 K, 和 时在圆周均布6测点取平均值,测量后的结果分别为 170.12,115.05和115.02 mm,则零游隙状态下内隔圈的宽度 L0H1 -K59.95 mm,轴向游隙要求为 -0.1-0 mm,则最终安装内隔圈的宽度 L 59.85~59.95 mm,即安装内隔圈的宽度在59.85-59.95 mm范围内即可满足配对轴承轴向游隙的要求。若内隔圈的初始宽度L 61 mm,则内隔圈需磨去 ALL -L1.05-1.15 mm。

6 结束语通过对行星轮安装过程及测量过程的分析可以发现,方法3测量准确快捷 ,在提高产品生产效率和产品质量上具有重要意义。另外在行星轮部套设计时,须考虑后续产品的安装及测量的方便性,并采取相应的优化措施。

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