可调游隙滚动球轴承的创新设计（一）

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　　滚动球轴承以其摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、旋转精度高、润滑简单、更换方便等诸多优点而广泛地应用在生产和生活中。但因其制造精度要求高、工艺过程复杂，目前标准的滚动轴承均采用专机生产，并由专业工厂生产制造。由于原设计在轴承的内圈、外圈、滚动体等这些刚性零件之间很少考虑可调环节，使轴承的重要精度指标——径向游隙主要靠机械加工公差来保证。这样，即使采用较高精度的机床来加工轴承的零件，由于受不可避免的积累误差的影响，也很难能用直接装配的方法来达到要求的精度。一般都要通过测量选择，用分组装配法来装配，但仍精度有限，使高精度轴承的价格居高不下。同时轴承在使用时因磨损而造成的游隙超差也无法补偿，使其实际使用寿命降低，造成浪费。随着生产的发展，迫切需要解决这一技术问题。为此，笔者经过分析和研究，找到了制约轴承径向游隙精度的主要因素。然后从对轴承的结构进行合理的设计着手，设计出一种新颖的结构形式，使轴承的径向游隙可以方便的调整，解决了以上的技术问题。经试用，效果较好，现作以简要介绍。

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　　1设计思路、工作原理和具体结构

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　　众所周知，要调整轴承的径向游隙，必须改变外圈、内圈、滚动体这三者的相对位置关系，直观的做法是使内圈的外径或外圈的内径能根据需要变化。对球轴承而言，已有一种方法是将轴承内圈的内孔加工成一定的锥度，同时与其相配合的轴颈也加工出相应的锥度。装配后通过轴上的附加装置改变内圈在轴上的位置，使内圈变形从而导致外径变化，以调整轴承的游隙。平心而论，这是一个较好的方法，可在一定程度上解决该问题，故沿袭至今。但也有几个明显的不足，一是调整量有限(甚至很微小)，游隙较大时就力不从心。二是轴颈处需加工出较高的精度的锥度，并需设置附加调节装置，使轴的制造工艺复杂。三是内圈承受很大的预应力，且为周向拉应力，对轴承强度极为不利，有时内圈甚至会在调整时“不战自破”。由此可见，这个传统的方法不尽合理，大有改进的必要。

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　　剖析轴承结构可知，在内圈这个零件上已经做足文章，似无潜力可挖。而滚动体又是“铁板一块”，明显“无利可图”。自然而然，我们把目光转到外圈上来。但这个零件实在是简之又简，用常规的思路对其根本无法下手，必须另辟蹊径。经过冥思苦想，多方讨教，反复推敲，终于茅塞顿开。领悟到：改变轴承的径向游隙，犹如打仗一样，并非只能从正面(径向)强行猛攻，也可以从侧面(轴向)迂回巧取。前提是必须突破传统思维定势的束缚和习惯势力的禁锢，要敢于创新。故大胆设想把轴承的外圈沿横截面剖开，一分为二(反向思维，化简为繁)。使其左右两半能相对轴向移动，然后借助内圈球道上的特殊曲面与滚动体的相互作用，把外圈的相对轴向位移转换成滚动体的径向位移，从而收到间接改变内圈、外圈、滚动体三者之间径向位置的效果，达到调整游隙的目的。基于此，我们可有以下技术方案：将滚动轴承的外圈由整体式改为轴向分体组合式、配以双列滚动体、辅以调整垫片组。通过在装配时增减调整垫片的厚度来方便地调整轴承的径向游隙至需要值，最后将外套用螺纹联接装配成整体。同理，当轴承工作一段时间磨损后，也只需适当减少调整垫片的厚度，就能轻而易举地消除不良游隙，恢复原来精度。达到修复之目的。

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