圓錐滾子軸承由于具有承載復(fù)合載荷(既有徑向力又有軸向力)的顯著優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用丈揖。圓錐滾子軸承軸向游隙的設(shè)定正確與否直接決定了軸承的運(yùn)行壽命奠货，而游隙的調(diào)整是一項(xiàng)精密孕锄、技術(shù)含量較高的工程翻斟，往往需要專業(yè)人員和專用設(shè)備實(shí)施逾礁，特別是在大批量生產(chǎn)領(lǐng)域，如汽車行業(yè)访惜，靠人工對(duì)每個(gè)軸承系統(tǒng)進(jìn)行游隙調(diào)整將付出巨大的人工成本栗柴，而且效率低下。而如果用專用設(shè)備進(jìn)行游隙檢測和調(diào)整净彼，則需要一定的固定資產(chǎn)投入和相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)成本憎材。針對(duì)這種情況，鐵姆肯公司采用Set-Right(TM)技術(shù)朗恤，利用產(chǎn)品公差控制法來預(yù)設(shè)圓錐滾子軸承的游隙投墩，避免了裝配期間的調(diào)整過程，不僅極大的提高了裝配效率茸太，降低了客戶生產(chǎn)成本彰畅，而且保證了游隙調(diào)整的精度。

　　傳統(tǒng)的圓錐滾子軸承游隙調(diào)整方法主要采用人工或?qū)I(yè)裝備測量間隙或扭矩來進(jìn)行级轰，一個(gè)專業(yè)的調(diào)整過程的確可以達(dá)到與Set-Right(TM)相當(dāng)?shù)木扔浚嬖谝欢ǖ母蓴_因素和限制條件。如通過間隙測量法和扭矩測量法來調(diào)整游隙時(shí)琢喷，則在測量裝備的精度疫遵、人員技能、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算非軸承零件轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的影響等方面有著較高的要求算行。

　　鐵姆肯公司Set-Right(TM)技術(shù)的定義為：通過控制各裝配組件公差變量值并運(yùn)用概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理恕沫，使99．73％的圓錐滾子軸承游隙在裝配后達(dá)到所要求的游隙值，避免了額外的調(diào)整游隙過程纱意。這其中涵蓋了概率論婶溯、統(tǒng)計(jì)學(xué)原理、尺寸鏈計(jì)算和六西格瑪精益生產(chǎn)的理念偷霉。該技術(shù)幾十年來已經(jīng)為眾多客戶所采用迄委，在汽車輪端、工業(yè)齒輪箱类少、工程機(jī)械取力器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用叙身。與上述傳統(tǒng)的游隙調(diào)整方法相比渔扎，其優(yōu)點(diǎn)概括如下：

1. 降低生產(chǎn)線人力成本支出和技術(shù)能力要求

2. 所有裝配組件無需選配，可實(shí)現(xiàn)快速信轿、準(zhǔn)確組裝晃痴，最適于大批量生產(chǎn)

3. 避免裝配現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量和調(diào)整步驟

4. 無需游隙調(diào)整用的專用設(shè)備和工裝夾具

5. 取消了游隙調(diào)整常規(guī)用的墊片等零件

6. 售后市場的維護(hù)更容易、快速和準(zhǔn)確

　　以下詳細(xì)介紹Set-Right(TM)技術(shù)的原理和應(yīng)用方法财忽。

　　一倘核、Set-Right(TM)原理

　　組成軸承系統(tǒng)的軸承、軸怎窿、軸承座侧缔、隔圈等組件有各自的設(shè)計(jì)公差，在制作過程中又會(huì)由于設(shè)備喻透、材料寒淌、人員和環(huán)境等因素產(chǎn)生制造加工誤差，合格產(chǎn)品的制造誤差在設(shè)計(jì)公差最小和最大值范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)晶乘。有些零件的最終尺寸會(huì)接近公差允許邊界蚜遥，但大部分零件加工后的尺寸會(huì)符合統(tǒng)計(jì)概率中的正態(tài)分布，如圖一所示翠笛。橫坐標(biāo)為公差值瘦镶，縱坐標(biāo)為出現(xiàn)某個(gè)公差值的頻率，而且統(tǒng)計(jì)的零件數(shù)量越多掰媚，曲線越趨于光滑和更符合中間尺寸多澳坟、兩頭尺寸少的特點(diǎn)。

　　按正態(tài)分布特點(diǎn)习棋，大約99．73％的值將落在平均值處±3σ區(qū)間內(nèi)(見圖二)孤殿、西格瑪(σ)指的是標(biāo)準(zhǔn)偏差，反映了數(shù)據(jù)的離散程度满俗，即實(shí)際加工尺寸的波動(dòng)范圍的大小转捕。如果在實(shí)際生產(chǎn)中，再加以推行六西格瑪精益生產(chǎn)管理方式唆垃，那么將會(huì)進(jìn)一步提高零件合格率和質(zhì)量穩(wěn)定性五芝。圖紙上要求的零件尺寸公差范圍反映的是設(shè)計(jì)要求，也可以理解為客戶要求辕万。在實(shí)際生產(chǎn)過程中枢步，零件的實(shí)際加工尺寸在規(guī)定公差范圍內(nèi)的波動(dòng)情況和均值分布位置反映了加工精度和制程質(zhì)量管理能力的好壞。在六西格瑪精益生產(chǎn)管理中渐尿，由于加強(qiáng)了零件加工過程的質(zhì)量控制醉途，使σ值和均值分布位置(圖一中的μ)均可以按量終產(chǎn)品要求進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，提高了加工精度，減少了尺寸波動(dòng)性隘擎。結(jié)合正態(tài)分布特點(diǎn)殴穴，當(dāng)零件尺寸在設(shè)計(jì)公差范圍內(nèi)有部分尺寸段無法滿足最終產(chǎn)品要求時(shí)，運(yùn)用6σ生產(chǎn)管理货葬，在不提高設(shè)計(jì)要求的情況下掷膛，可使99．73％的零件加工尺寸符合最終使用要求」沧基于此理論服移，鐵姆肯公司的Set-Right(TM)技術(shù)也要求所有軸承安裝系統(tǒng)的零件都要進(jìn)行6σ生產(chǎn)控制，使最終裝配后99．73％的軸承系統(tǒng)內(nèi)零件尺寸累積公差(軸承系統(tǒng)安裝游隙)在6σ的范圍之內(nèi)瘫碾，并且符合正態(tài)分布乔盹，使大部分軸承系統(tǒng)游隙圍繞要求范圍的中間值波動(dòng)椎敞。如果σ(標(biāo)準(zhǔn)偏差)值越小奴爷，說明生產(chǎn)過程越穩(wěn)定，產(chǎn)品尺寸變化越小配籽，最終游隙變化范圍也越小擂门，更有利于大多數(shù)軸承在疲勞壽命高的游隙范圍內(nèi)運(yùn)行。如圖二所示飞席。

　　二自畔、確定影響軸承游隙的獨(dú)立變量

　　在計(jì)算分析軸承系統(tǒng)中各零件尺寸公差之前，需要確定影響軸承游隙的獨(dú)立變量村秒，這些變量是相應(yīng)零件上的某些尺寸杨匕。通常來講，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軸承系統(tǒng)中犀农，會(huì)影響軸承游隙的獨(dú)立變量有：內(nèi)圈內(nèi)徑惰赋、內(nèi)圈座高、外圈外徑呵哨、外圍座高赁濒、軸的外徑、軸承座內(nèi)徑孟害、軸或軸承座軸肩寬度拒炎、隔圈寬度等。這些變量都獨(dú)立存在挨务，但會(huì)共同作用于軸承游隙值的設(shè)定击你。值得注意的是，由于圓錐滾子軸承的游隙指的是軸向游隙谎柄，其中一些變量如軸的外徑果漾，外圍外徑等徑向變量必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換成軸向值，方能進(jìn)行隨后的計(jì)算。下圖三為一個(gè)簡單軸承系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)立變量的定義绒障，黃色圓點(diǎn)為某個(gè)獨(dú)立變量晃烟。而對(duì)于不同的軸承應(yīng)用系統(tǒng)，其獨(dú)立變量的數(shù)量和定義需要區(qū)別對(duì)待场恬。

　　三翠柄、分析數(shù)據(jù)，按步驟計(jì)算

1. 完成各獨(dú)立變量公差數(shù)據(jù)采集

2. 將所有徑向變量轉(zhuǎn)換為軸向變量值

3. 計(jì)算出每一個(gè)獨(dú)立變量的σ(標(biāo)準(zhǔn)偏差)值

4. 將各個(gè)獨(dú)立變量運(yùn)用公式吝寒，算得到裝配后的系統(tǒng)σ (標(biāo)準(zhǔn)偏差)值和6σ值

5. 將得到的系統(tǒng)6σ值與軸承應(yīng)用所要求的游隙值進(jìn)行比較皿完，檢查6σ值的范圍是否在所要求的游隙范圍內(nèi)，如果大于要求范圍办煞，則必須通過調(diào)整各獨(dú)立變量的公差來減小σ值狈馏，從而縮小6σ值的范圍，即進(jìn)一步縮小零件的某個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)和制造公差害恋。

6.完成所有軸承系統(tǒng)內(nèi)零件的名義尺寸公差計(jì)算后缘说，待生產(chǎn)廠家對(duì)零件的尺寸公差要求確認(rèn)后，即可組織生產(chǎn)赎丢，實(shí)現(xiàn)游隙的無選配和免調(diào)整設(shè)定劣零。

　　四、Set-Right(TM)應(yīng)用舉例

1. 以汽車非驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)用為例福压。輪端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖四

 

2. 確定獨(dú)立變量

　　由于此應(yīng)用為非驅(qū)動(dòng)輪掏秩，軸承為外圍旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈靜止荆姆，故外圈與輪轂配合為緊配蒙幻，而內(nèi)圈與軸為松配。由此可以確定影響軸承軸向游隙10個(gè)獨(dú)立變量胆筒。

3. 分別計(jì)算10個(gè)獨(dú)立變量的σ值邮破。在計(jì)算過程必須考慮軸承、車軸腐泻，輪轂的材料决乎，特別是輪轂材料，因?yàn)橛性S多車輪已使用了輕型材料派桩、鋁如合金材料构诚。此例輪轂材料考慮為常用的鑄鐵。另外所有徑向獨(dú)立變量必須轉(zhuǎn)換成軸向變量值铆惑，此轉(zhuǎn)換應(yīng)考慮軸承與輪轂和軸的配合范嘱、各部件材料、軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素员魏，在此暫不作進(jìn)一步闡述斤间。計(jì)算結(jié)果輸入上表穆烹。

4. 運(yùn)用公式得到整個(gè)車輪軸承系統(tǒng)安裝后的σ值=0．0258mm，6σ= 0. 1548mm

5. 根據(jù)汽車非驅(qū)動(dòng)車輪端應(yīng)用稿棚，如采用軸承正安裝游隙范圍為O．02mm-0．20mm败何，則6σ= 0．1548mm<0. 18mm(O．20mm-O．02mm)，說明上述各獨(dú)立變量的公差范圍設(shè)計(jì)符合應(yīng)用要求采缎，無須提高各零件加工精度诺骏。

6. 其他應(yīng)用如齒輪箱，也可以針對(duì)每一根軸的軸承系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)分析敌菩，僅需注意內(nèi)外圈配合的不同選用基恩、各部件的材料、不同軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu) (影響徑向獨(dú)立變量轉(zhuǎn)換成軸向變量值)疏拱、不同軸承安裝游隙范圍要求(此值在軸承選型分析時(shí)根據(jù)不同應(yīng)用確定)等因素斤杏，即可實(shí)現(xiàn)Set-Right(TM)技術(shù)在不同行業(yè)的應(yīng)用。

　　Set-Right(TM)游隙免調(diào)技術(shù)通常適合大批量生產(chǎn)榕每，但對(duì)于小批量如小于100件的生產(chǎn)腹呀，Set-Right(TM)有時(shí)也可以得到很好的應(yīng)用。其中的關(guān)鍵是要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況列疗，確定各獨(dú)立變量的公差的準(zhǔn)確分布形態(tài)滑蚯。由于產(chǎn)量小浪蹂，生產(chǎn)周期短抵栈，會(huì)造成某個(gè)時(shí)段內(nèi)產(chǎn)品公差的分布偏向公差范圍一邊，此時(shí)就需要針對(duì)這種公差分布形態(tài)來具體運(yùn)用Set-Right(TM)技術(shù)坤次。

　　Set-Right(TM)技術(shù)的確對(duì)產(chǎn)品的制造精度提高了要求古劲，但隨著加工設(shè)備能力和企業(yè)質(zhì)量管理水平的不斷提高，不但解決了該問題缰猴，而且促進(jìn)了企業(yè)裝備和管理水平的更新和提升产艾。TIMKEN?高精度軸承不僅為Set-Right(TM)技術(shù)的成功應(yīng)用提供了可靠基礎(chǔ)，更重要的是為客戶帶來了更大的經(jīng)濟(jì)利益滑绒。

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