摘要：轴向偏移是滚针轴承的一个重要的使用特性，在工作过程中偏移量的大小直接会影响到轴承的振动与噪声，进而影响发动机的使用性能。引起轴向偏移的因素很多，如轴承材料、装配、工作载荷等，主要针对保持架引导面偏差引起的滚针偏移作用力进行了分析，研究了滚针轴承间隙状态下滚针接触的变形几何条件，分析了轴向偏移的检测系统的基本参数，认为由于径向间隙的存在，滚针在接触过程中存在临界点，在临界点之前滚针与前滚针组成两滚针接触，在临界点以后与后滚针组成两滚针接触，检测转速对轴向偏移有较大的影响。
滚针与内外导轨接触面上，滚针半径相对较小的情况时，会导致滚针出现歪斜运动，增加弯曲变形的几率。但是，保持架在实际应用中无法确保滚针接触面与轴向保持绝对的平衡，在保持架的作用下，滚针就会进入受力作用区，一旦滚针在歪斜的情况下进入承载区时，就会出现轴向偏移的现象。通过对滚针轴承轴向偏移检测方法的探讨，有助于实现我国轴承行业的可持续发展，满足行业对轴承的批量生产需要，提升该行业的经济效益。
关键词：滚针轴承；轴向偏移；外圈轴向偏移；偏移检测
引言
滚针轴承在发动机中发挥着重要的作用，使得生产企业对滚针轴承的质量要求较高。滚针在引导过程中的倾斜，主要是由保持架的引导接触面及保持架的结构尺寸较小造成的。在滚针轴承投入安装使用前需要进行检测，滚针轴承轴向偏移的检测是十分重要的环节，也是对滚针轴承整体性能评价的主要因素。因此，对滚针轴承轴向偏移检测方法进行探讨具有重要意义。
1 滚针轴承类型分类
STO外圈无挡边，有内圈支承滚轮
RNA22...2RS双面密封，无内圈支承滚轮
NA22...2RS双面密封，有内圈支承滚轮
NATR
NATR...PP平挡圈轴向引导支承滚轮
NATV
NATV...PP平挡圈轴向引导支承滚轮，满针型
NUTR滚动体引导支承滚轮，满滚子型
CRY英制平挡圈轴向引导支承滚轮
1.1 向心滚针和保持架组件
1.2 NA，NKI型滚针轴承
1.3 RNA，NK型无内圈滚针轴承
1.4HK型冲压外圈滚针轴承
1.5 BK型冲压外圈滚针轴承
2 保持架偏差引起外圈轴向偏移
2.1 外圈轴向偏移
在实际应用过程中，内外圈滚道的锥度以及安装的平行度等都会造成滚针轴承轴向偏移，下面主要对引起轴向偏移中保持架偏差进行探究。滚针与轴向在进入滚道之后会保持一个非平行的状态，这时滚针会出现歪斜的情况，滚针就会无法在滚道上进行正常运行。滚针轴线产生歪斜，是在保持架作用面的偏差条件下产生的，椭圆形点为歪斜滚针与滚道的起始接触形式，轴承滚道的切线方向为滚针截面长轴的方向，滚针歪斜角会对长轴的大小造成一定的影响。
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设滚针与轴承轴线歪斜角为α，这时可以得出滚针上沿轴承轴线方向上的力为：
ΣFnx•cosα+ΣFny•sinα=mnan
这时就可以得出有滚针在进入滚道时所受的轴向作用力：Fnx0=（Qrf+Qrb+Fobcosβ+Fob+Fif+Qψobsinβ）cosα+（Qψf +Qψobcosβ-Qψif-Frf-Frb-FobQψobsinβ）sinα=mn
在上述公式中，mn、an、a分别为滚针的质量、滚针发生轴向移动的加速度、滚针歪斜角。
这时就可以看出，当外圈静止不动时，内圈会在逆时针的方向进行旋转，轴向作用力的产生会在歪斜的滚针与滚道的摩擦下出现，在轴向会产生一定的轴向偏移，这时是滚针轴承的外圈产生的，这样就会对轴承的性能产生一定的影响。
2.2 外圈偏移的检测方法
在对滚针轴承的轴向偏移进行检测时，一般会分为内、外圈转动，内圈转动是工厂实际应用最多的检测方法，在检测时，主要形式为滚针轴承的芯轴转动。
3 轴向偏移检测系统参数
3.1轴承径向滚动体载荷
需要在内外圈之间、保持架接触点之间留有一定的缝隙，这样就能确保滚针在转动时保持灵活性，滚针位置会在轴承运转过程中出现变化，就会导致滚针在受力部位的数量发生变化。在受载条件不同的情况下，滚针承受的载荷也会出现一定规律的变化。轴承上的径向载荷（Q）与滚动体上载荷的竖向分量的和为：Fr=ZFnψ=（δr-Pd）nJr（ε）=（ε：载荷分布系数）。
3.2 惯性轮间隙对轴向偏移的影响
在实验过程中，滚针轴承产生轴向偏移，为方便地对轴承的质量进行评价，需确保在检测过程中，减少接触滚针的数量，确保惯性轮的稳定性，同时也要保证有2个滚针的状态为接触状态，剩下的5个就会对惯性轮产生轴向偏移产生一定的阻碍。在滚针接触的变化过程中，也就是从0到10的变化过程中，确保2个滚针为接触状态，3个滚针为非接触状态，这时再对角度进行调整，当在20以上时，第三个滚针在这时进入接触状态，这样就能发现，前后滚针接触的临界点为滚针在顶上的位置。
3.3 惯性轮转速对轴向偏移的影响
假设在外圈上，滚针转过了β角，对滚针进行复原，在实际操作过程中会存在一定的差别。在分析之后可得，滚针间的间隙与跳动量成正比，会对检测评价造成一定的影响。因此，要将滚针间的间隙控制在合理的范围，最好不要过大。在间隙的选择上，要保证在检测过程中，提升可操作性，减少惯性轮跳动对检测造成的影响。转速会对惯性轮的水平跳动造成一定影响，当转速过大时，就会对检测造成一定的干扰。因此，要对惯性轮转速进行合理控制，减少对轴向偏移造成的影响，确保检测工作的有序进行。
4 滚针轴承的拆卸方法
4.1、敲击法
敲击力一般加在轴承内圈，屏蔽机房敲击力不应加在轴承的滚动体和保持架上，此法简单易行，但轻易损伤轴承，当轴承位于轴的末端时，用小于轴承内径的铜棒或其它软金属材料抵住轴端，轴承下部加垫块，用手锤轻轻敲击，即可拆下。应用此法应注重垫块放置的位置要适当，着力点应正确。
4.2、热拆法
用于拆卸紧配合的轴承。先将加热至100℃左右的机油用油壶浇注在待拆的轴承上，待轴承圈受热膨胀后，即可用拉具将轴承拉出。
4.3、推压法
用压力机推压轴承，工作平稳可靠，不损伤机器和轴承屏蔽机房。压力机有手动推压，机械式或液压式压力机推压。
注重事项：压力机着力点应在轴的中心上，不得压偏。
4.4、拉出法
采用专门拉具，拆卸时，只要旋转手柄，轴承就会被慢慢拉出来。拆卸轴承外圈时，拉具两脚弯角应向外张开；拆卸轴承内圈时，拉具两脚应向内，卡于轴承内圈端面上。
结语
连杆大头滚针轴承是发动机十分重要的组成部分，无内外圈的滚针轴承是活塞结构的主要组成形式。滚针轴承在使用过程中轴向偏移是其主要表现特征，在工作中会对轴承的振动与噪声产生一定影响，从而对发动机的使用性能产生影响。轴承材料、装配等都是引起轴向偏移的因素。
参考文献：
[1]陶涛，马小燕，花良浩，等.改进型SVM在轴向磁轴承转子位移自检测中的应用[J].电机与控制应用，2018，45（10）：109-115.
[2]张汉年，鲍安平，段向军，等.高频信号注入的无轴承同步磁阻电机转子位移检测方法[J].微特电机，2017，45（3）：26-30.
论文作者:杨晓悦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：滚针论文; 轴承论文; 轴向论文; 外圈论文; 内圈论文; 歪斜论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第24期论文;