冲压外圈滚针轴承安装及检验方法
一、简介
冲压外圈滚针轴承的外圈是用薄钢板精密冲压成型的，结构空间小，且具有较大负荷容量。适用于安装空间受到限制和壳体孔不宜作为滚道的场合，且压入轴承座孔后不必进一步轴向定位。
同穿孔型冲压外圈滚针轴承相比，封口型冲压外圈滚针轴承对轴端部位的密封极为有效。由于该类滚针轴承有润滑脂(锂基脂)，在使用温度为-20~+120度的范围内，可长期运转。
二、安装公差
根据ZBJII020标准和世界各滚针轴承制造公司( 日本NTN、KOYO，德国INA，美国TORRINGTON )对冲压外圈滚针轴承的检验规定：冲压外圈壁薄，热处理易变形，在安装前测量检验轴承外径毫无意义。测量检验时应使被测量轴承压入标准座孔后才能获得最终尺寸和几何精度。座孔尺寸偏差应符合推荐规定(见表3)。滚针内接圆直径近似在公差带F8范围内。
表1：推荐的座孔和轴的公差
| 轴承座材料(钢性轴承座)注1 | 座孔公差(注2) | 轴公差(注1) |
| 钢或铸铁 | N6( N7 ) | h5( h6 ) |
| 轻金属(或座孔壁厚小于6mm) | R6( R7 ) |
注1：对于非刚性轴承座，需进行安装试验，以便确定所需要地轴公差极限来获得期望的工作间隙。
注2：轴承座孔圆柱形几何精度必须在(IT 5)/2数值一半的范围内。
表2：ISO-孔和轴的公差参照表(部分)
| 尺寸范围mm | N6 | ( N7 ) | R6 | ( R7 ) | h5 | ( h6 ) |
| 超过 3-6 | -0.005~-0.013 | (-0.004~-0.016) | -0.012~-0.020 | (-0.011~-0.023) | 0~-0.005 | (0~-0.008) |
| 超过 6-10 | -0.007~-0.016 | (-0.004~-0.019) | -0.016~-0.025 | (-0.013~-0.028) | 0~-0.006 | (0~-0.009) |
| 超过 10-18 | -0.009~-0.020 | (-0.005~-0.023) | -0.020~-0.031 | (-0.016~-0.034) | 0~-0.008 | (0~-0.011) |
| 超过 18-30 | -0.011~-0.024 | (-0.007~-0.028) | -0.024~-0.037 | (-0.020~-0.041) | 0~-0.009 | (0~-0.013) |
| 超过 30-40 | -0.012~-0.028 | (-0.008~-0.033) | -0.029~-0.045 | (-0.025~-0.050) | 0~-0.011 | (0~-0.016) |
| 超过 40-50 | -0.012~-0.028 | (-0.008~-0.033) | -0.029~-0.045 | (-0.025~-0.050) | 0~-0.011 | (0~-0.016) |
| 超过 50-65 | -0.014~-0.033 | (-0.009~-0.039) | -0.035~-0.054 | (-0.030~-0.060) | 0~-0.013 | (0~-0.019) |
| 超过 65-80 | -0.014~-0.033 | (-0.009~-0.039) | -0.037~-0.056 | (-0.032~-0.062) | 0~-0.013 | (0~-0.019) |
| 超过 80-100 | -0.016~-0.038 | (-0.010~-0.045) | -0.044~-0.066 | (-0.038~-0.073) | 0~-0.015 | (0~-0.022) |
| 超过 100-120 | -0.016~-0.038 | (-0.010~-0.045) | -0.047~-0.069 | (-0.041~-0.076) | 0~-0.015 | (0~-0.022) |
| 超过 120-140 | -0.020~-0.045 | (-0.012~-0.052 | -0.056~-0.081 | (-0.048~-0.088) | 0~-0.018 | (0~-0.025) |
| 超过 140-160 | -0.020~-0.045 | (-0.012~-0.052) | -0.058~-0.083 | (-0.050~-0.090) | 0~-0.018 | (0~-0.025) |
| 超过 160-180 | -0.020~-0.045 | (-0.012~-0.052) | -0.061~-0.086 | (-0.053~-0.093) | 0~-0.018 | (0~-0.025) |
| 超过 180-200 | -0.022~-0.051 | (-0.014~-0.060) | -0.068~-0.097 | (-0.060~-0.106) | 0~-0.020 | (0~-0.029) |
| 超过 200-225 | -0.022~-0.051 | (-0.014~-0.060) | -0.071~-0.100 | (-0.063~-0.109) | 0~-0.020 | (0~-0.029) |
| 超过 225-250 | -0.022~-0.051 | (-0.014~-0.060) | -0.075~-0.104 | (-0.067~-0.113) | 0~-0.020 | (0~-0.029) |
| 超过 250-280 | -0.025~-0.057 | (-0.014~-0.066) | -0.085~-0.117 | (-0.074~-0.126) | 0~-0.023 | (0~-0.032) |
| 超过 280-315 | -0.025~-0.057 | (-0.014~-0.066) | -0.089~-0.121 | (-0.078~-0.130) | 0~-0.023 | (0~-0.032) |
| 超过 315-355 | -0.026~-0.062 | (-0.016~-0.073) | -0.097~-0.133 | (-0.087~-0.144) | 0~-0.025 | (0~-0.036) |
| 超过 355-400 | -0.026~-0.062 | (-0.016~-0.073) | -0.103~-0.139 | (-0.093~-0.150) | 0~-0.025 | (0~-0.036) |
| 超过 400-450 | -0.027~-0.067 | (-0.017~-0.080) | -0.113~-0.153 | (-0.103~-0.166) | 0~-0.027 | (0~-0.040) |
| 超过 450-500 | -0.027~-0.067 | (-0.017~-0.080) | -0.119~-0.159 | (-0.109~-0.172) | 0~-0.027 | (0~-0.040) |
| 超过 500-560 | -0.044~-0.088 | (-0.044~-0.114) | -0.150~-0.194 | (-0.150~-0.220) | | |
| 超过 560-630 | -0.044~-0.088 | (-0.044~-0.114) | -0.155~-0.199 | (-0.155~-0.225) | | |
| 超过 630-710 | -0.050~-0.100 | (-0.050~-0.130) | -0.175~-0.225 | (-0.175~-0.255) | | |
| 超过 710-800 | -0.050~-0.100 | (-0.050~-0.130) | -0.185~-0.235 | (-0.185~-0.265) | | |
| 超过 800-900 | -0.056~-0.112 | (-0.056~-0.146) | -0.210~-0.266 | (-0.210~-0.300) | | |
| 超过 900-1000 | -0.056~-0.112 | (-0.056~-0.146) | -0.220~-0.276 | (-0.220~-0.310) | | |
三、轴承检验尺寸
由于薄壁外圈在过程中可能不圆，所以冲压外圈滚针轴承尺寸精度在安装前无法检验。只有当压入具有推荐公差极限的轴承座孔中时，轴承才可达到所必需的几何精度。然后，才可按下述方法检查尺寸。
1、把轴承压入环规( 壁厚≥20mm )；其孔径尺寸需符合表3中的规定。
2、测量内接圆直径时，对穿孔型轴承用锥形塞规，对封口型轴承用圆柱形“过”和“不过”塞规。
表3：冲压外圈滚针轴承的检验尺寸
| 内接圆直径ΦFw mm | 轴承外径ΦD mm | 环规实际孔径mm | 塞规直径 | |
| 上偏差μm | 下偏差μm | |||
| 3 | 6.5 | 6.484 | +24 | +6 |
| 4 | 8 | 7.984 | +28 | +10 |
| 5 | 9 | 8.984 | +28 | +10 |
| 6 | 10 | 9.984 | +28 | +10 |
| 7 | 11 | 10.980 | +31 | +13 |
| 8 | 12 | 11.980 | +31 | +13 |
| 9 | 13 | 12.980 | +31 | +13 |
| 10 | 14 | 13.980 | +31 | +13 |
| 12 | 16 | 15.980 | +34 | +16 |
| 12 | 18 | 17.980 | +34 | +16 |
| 13 | 19 | 18.976 | +34 | +16 |
| 14 | 20 | 19.976 | +34 | +16 |
| 15 | 21 | 20.976 | +34 | +16 |
| 16 | 22 | 21.976 | +34 | +16 |
| 17 | 23 | 22.976 | +34 | +16 |
| 18 | 24 | 23.976 | +34 | +16 |
| 20 | 26 | 25.976 | +41 | +20 |
| 22 | 28 | 27.976 | +41 | +20 |
| 25 | 32 | 31.972 | +41 | +20 |
| 28 | 35 | 34.972 | +41 | +20 |
| 30 | 37 | 36.972 | +41 | +20 |
| 35 | 42 | 41.972 | +50 | +25 |
| 40 | 47 | 46.972 | +50 | +25 |
| 45 | 52 | 51.967 | +50 | +25 |
| 50 | 58 | 57.967 | +50 | +25 |
| 55 | 63 | 62.967 | +60 | +30 |
| 60 | 68 | 67.967 | +60 | +30 |
四、轴承安装装配方法
为了避免冲压外圈产生局部变形或脆裂，防止滚针的正常工作遭受破坏，禁止在安装轴承时使用手锤等工具敲击薄壁外圈，应使用压力机或专用安装工具进行安装。冲压外圈滚针轴承借助于装配心轴压入轴承座孔中，装配心轴轴肩应当与轴承标有代号的一面相接，装配心轴环形槽内装有一环形密封圈以使轴承稳定附着。如可能在生产线上采用压力机的话，它可简化在生产线上轴承的装配。在安装过程中不能使轴承发生倾斜。冲压外圈滚针轴承装配前应当注入足够量的脂，因为装配后就不能再润滑。参考轴承安装方法示意图如下：
平面推力滚针轴承
零件公差
表4： 推力轴承零件公差
| 元件 | 系列 | 孔径 | 公差 | 外径 | 公差 | 高 | 公差 |
| 推力滚针和保持架组件 | AXK | Dc1 | E101) | Dc | c121) | Dw | -2) |
| 推力滚针轴承 | AXW | Dc1 | E101) | - | - | B | -0,2mm |
| 推力圆柱滚子和保持架组件 | K811，K812 K893，K874 K894 | Dc1 | E111) | Dc | a131) | Dw | -3) |
| 座(定位)圈 | GS811，812 893，874，894 | D1 | - | D | 表6 | B | h11 |
| 轴(定位)圈 | WS811，812 893，874，894 | d | 表5 | d1 | - | B | |
| 中圈 | ZS | d | 表5或表6 | D | 表5或表6 | B | |
| 轴承垫圈 | LS | d | E121) | D | a121) | B | |
| 推力垫圈 | AS | d | E121) | D | e121) | B14) | ±0，05mm |
1)平均直径偏差
2)滚针直径分类公差2μm.
表5：轴圈(WS)孔径公差极限(公差值μm)
| d mm | PO(标准级)，P6和P5级公差 | P4级公差 | |||||
| △dmp偏差 | Vdp(O)1) | △dmp偏差 | Vdp(O)1) | ||||
| 超过 | 到 | 高 | 低 | 最大 | 高 | 低 | 最大 |
| - | 18 | 0 | -8 | 6 | 0 | -7 | 5 |
| 18 | 30 | 0 | -10 | 8 | 0 | -8 | 6 |
| 30 | 50 | 0 | -12 | 9 | 0 | -10 | 8 |
| 50 | 80 | 0 | -15 | 11 | 0 | -12 | 9 |
| 80 | 120 | 0 | -20 | 15 | 0 | -15 | 11 |
| 120 | 180 | 0 | -25 | 19 | 0 | -18 | 14 |
| 180 | 250 | 0 | -30 | 23 | 0 | -22 | 17 |
| 250 | 315 | 0 | -35 | 26 | 0 | -25 | 19 |
| 315 | 400 | 0 | -40 | 30 | 0 | -30 | 23 |
| 400 | 500 | 0 | -45 | 34 | 0 | -35 | 26 |
| 500 | 630 | 0 | -50 | 38 | 0 | -40 | 30 |
| 630 | 800 | 0 | -75 | - | 0 | -50 | - |
| 800 | 1000 | 0 | -100 | - | 0 | - | - |
| 1000 | 1250 | 0 | -125 | - | 0 | - | - |
1)Vdp数值的一半。
表6：座圈(GS)外径公差极限(公差值μm)
| D mm | PO(标准级)，P6和P5级公差 | P4级公差 | |||||
| △Dmp偏差 | VDp(O)1) | △Dmp偏差 | | VDp(O)1) | |||
| 超过 | 到 | 高 | 低 | 最大 | 高 | 低 | 最大 |
| 10 | 18 | 0 | -11 | 8 | 0 | -7 | 5 |
| 18 | 30 | 0 | -13 | 10 | 0 | -8 | 6 |
| 30 | 50 | 0 | -16 | 12 | 0 | -9 | 7 |
| 50 | 80 | 0 | -19 | 14 | 0 | -11 | 8 |
| 80 | 120 | 0 | -22 | 17 | 0 | -13 | 10 |
| 120 | 180 | 0 | -25 | 19 | 0 | -15 | 11 |
| 180 | 250 | 0 | -30 | 23 | 0 | -20 | 15 |
| 250 | 315 | 0 | -35 | 26 | 0 | -25 | 19 |
| 315 | 400 | 0 | -40 | 30 | 0 | -28 | 21 |
| 400 | 500 | 0 | -45 | 34 | 0 | -33 | 25 |
| 500 | 630 | 0 | -50 | 38 | 0 | -38 | 29 |
| 630 | 800 | 0 | -75 | 55 | 0 | -45 | 34 |
| 800 | 1000 | 0 | -100 | 75 | - | - | - |
| 1000 | 1250 | 0 | -125 | - | - | - | - |
| 1250 | 1600 | 0 | -160 | - | - | - | - |
1)VDp数值的一半。
表7：轴圈(WS)和座圈(GS)厚度变动量(公差值μm)
| d mm | Si 公差等级 | Se公差等级 | ||||
| PO(标准公差) | P6 | P5 | P4 | PO(标准公差)P6，P5，P4 | ||
| 超过 | 到 | 最大 | 最大 | 最大 | 最大 | |
| - | 18 | 10 | 5 | 3 | 2 | 与同一轴承之轴圈的Si相同 |
| 18 | 30 | 10 | 5 | 3 | 2 | |
| 30 | 50 | 10 | 6 | 3 | 2 | |
| 50 | 80 | 10 | 7 | 4 | 3 | |
| 80 | 120 | 15 | 8 | 4 | 3 | |
| 120 | 180 | 15 | 9 | 5 | 4 | |
| 180 | 250 | 20 | 10 | 5 | 4 | |
| 250 | 315 | 25 | 13 | 7 | 5 | |
| 315 | 400 | 30 | 15 | 7 | 5 | |
| 400 | 500 | 30 | 18 | 9 | 6 | |
| 500 | 630 | 35 | 21 | 11 | 7 | |
| 630 | 800 | 40 | 25 | 13 | 8 | |
| 800 | 1000 | 45 | 30 | 15 | - | |
| 1000 | 1250 | 50 | 35 | 18 | - | |
表8：轴承高度公差极限(公差值μm)
| d mm | T 偏差 | ||
| 超过 | 到 | 高 | 低 |
| - | 30 | +20 | -250 |
| 30 | 50 | +20 | -250 |
| 50 | 80 | +20 | -300 |
| 80 | 120 | +25 | -300 |
| 120 | 180 | +25 | -400 |
| 180 | 250 | +30 | -400 |
| 250 | 315 | +40 | -400 |
| 315 | 400 | +40 | -500 |
| 400 | 500 | +50 | -500 |
| 500 | 630 | +60 | -600 |
| 630 | 800 | +70 | -750 |
| 800 | 1000 | +80 | -1000 |
| 1000 | 1250 | +100 | -1400 |
表9：推力滚子轴承安装公差
| 轴承元件 | 轴公差(外径) | 孔公差(内径) | |
| 推力滚针和保持架组件AXK | 轴引导 | h81) | - |
| 推力圆柱滚子和保持架组件 K811，K812，K893 K874，K894 | 轴引导 | h81) | - |
| 座引导2) | - | H11 | |
| 座(定位)圈 GS811，GS812，GS893， GS874，GS894 | | - | H7(H9) |
| 轴(定位)圈 WS811，WS812，WS893 WS874，WS894 | | h6(h8) | - |
| 中圈ZS | 轴定位 | h6(h8) | - |
| | 座定位 | - | H7(H9) |
| 轴承垫圈LS | 为座圈 | 轴不限 | H11 |
| 轴承垫圈AS | 为轴圈 | h10 | 孔不限 |
1)如要获得低磨损引导的推力滚针和保持架组件或推力圆柱滚子和保持架组件，其引导面应经磨削加工。
2)仅用于低速或作小摆动。