CN117386724A - 一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承及制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承及制作方法，属于轴承技术领域。该涡轮增压器球轴承包括轴承外圈、轴承内圈和滚动体，所述轴承外圈为一体成型设计；所述轴承内圈为分体设计，所述轴承内圈包括用于连接涡轮端的第一内圈以及用于连接压轮端的第二内圈；所述滚动体容纳于所述轴承外圈与所述轴承内圈之间的环形腔内。本申请还提供了一种应用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，包括耐高温轴承钢的制作方法；所述耐高温轴承钢的制作方法采用淬火后深冷，两次回火的热处理工艺。应用本申请可以有效提高涡轮增压器球轴承的疲劳寿命，降低实际运行中的故障率，提高所应用***的稳定性。

Description

一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承及制作方法

技术领域

本发明属于轴承技术领域，具体是一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承及制作方法。

背景技术

在现代内燃机技术中，涡轮增压器的应用逐渐增多，以满足动力输出和排放标准的要求。传统的涡轮增压器普遍采用浮动轴承，其工作转速高达250000r/min。但浮动轴承在运行过程中，经常面临转动阻力、磨损以及由磨损引起的润滑和密封问题。这些问题不仅加大了维护的难度和成本，而且还严重影响了涡轮增压器的工作效率和寿命，制约了涡轮增压器在更广泛领域的推广应用。

相对于浮动轴承，滚动球轴承在机械效率上有明显的优势，可达95%以上。采用滚动球轴承的增压器可以显著提高工作效率，总效率可提高5%～7%，并且在低流量工况下，其提升效果更为明显，可达20%。高速滚珠轴承具有摩擦力小、无涡轮迟滞效应、工作状态稳定等优点。目前，小排量柴油机的涡轮增压器已部分采用球轴承技术，但在大排量柴油机增压器中，由于其高功率（≥80kW/L）、高压比（4.0）等特性，轴承面临的挑战更为严峻，如径向载荷高达1500N、止推载荷高达800N以及高达120000r/min的转速。因此，为满足这些特殊需求，轴承的设计和制造必须引入新的材料、热处理工艺和结构设计理念。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承及制作方法，可以有效提高涡轮增压器球轴承的疲劳寿命，降低实际运行中的故障率，提高所应用***的稳定性。

本申请提供了一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承，包括轴承外圈、轴承内圈和滚动体，其具有如下特点：

轴承外圈为一体成型设计；轴承内圈为分体设计，轴承内圈包括用于连接涡轮端的第一内圈以及用于连接压轮端的第二内圈；滚动体容纳于轴承外圈与轴承内圈之间的环形腔内；轴承外圈和轴承内圈均由耐高温轴承钢制成。

上述涡轮增压器球轴承，还包括挤压油膜阻尼***；

挤压油膜阻尼***包括环绕轴承外圈设置的阻尼器，阻尼器与轴承外圈为一体化成型设计，阻尼器与轴承外圈共同构成挤压油膜阻尼***。

上述涡轮增压器球轴承，其具有如下特点：轴承外圈的外表面上设置有油槽，油槽底部设置有贯穿油孔。

上述涡轮增压器球轴承，其具有如下特点：滚动体为G3级陶瓷滚动体。

上述涡轮增压器球轴承，其具有如下特点：涡轮增压器球轴承具有支持自带预紧功能的结构尺寸；

结构尺寸包括17-18mm的转轴直径，75-76mm的双列轴承中心跨距，27-29mm的轴承外径，以及92-94mm的轴承长度。

本申请还提供了一种如前述适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，包括耐高温轴承钢的制作方法；

耐高温轴承钢的制作方法采用淬火后深冷，两次回火的热处理工艺。

上述适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其具有如下特点：

耐高温轴承钢的制作方法包括奥氏体化830℃ 20分钟、淬火1090℃、-196℃深冷1小时、以及550℃回火2小时两次。

上述适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其具有如下特点：包括双沟间距的控制方法；

双沟间距的控制方法采用成型滚轮一次加工两个沟槽的方法，以及采用全封闭尺寸控制加工方法，通过多次循环加工控制变形量。

上述适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其具有如下特点：还包括轴向游隙控制方法；

轴向游隙控制方法包括：通过模拟分析与试验验证获取轴承预紧力与轴承刚度及疲劳寿命的关系曲线，利用轴承凸出量的加工检测实现预紧力的有效控制，获得轴承的轴向游隙为0.055-0.065mm。

上述适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其具有如下特点，轴向游隙控制方法包括：

测量轴承外圈、第一内圈和第二内圈的高度数值；

装球测量第一内圈基面与轴承外圈基面的相对高度差，确定第一内圈非基面在轴承外圈长度中的位置；

装球测量第二内圈基面与轴承外圈非基面的相对高度差，确定第二内圈非基面在轴承外圈长度中的位置；

根据第一内圈非基面和第二内圈非基面在轴承外圈中的不同位置，确定第一内圈非基面和第二内圈非基面的磨削尺寸数值。

与相关技术相比，本申请包括一体成型设计的轴承外圈，分体设计的轴承内圈；可以有效提高涡轮增压器球轴承的疲劳寿命，降低实际运行中的故障率，提高所应用***的稳定性；采用一体式设计相比传统分体滚动轴承少一个结构件，使得轴承疲劳寿命显著提高，故障率降低50%以上。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例中的涡轮增压器球轴承结构示意图；

图2为本申请实施例中的挤压油膜阻尼***示意图一；

图3为本申请实施例中的挤压油膜阻尼***示意图二；

图4为本申请实施例中的涡轮增压器球轴承装配示意图；

图5为现有技术中的热处理工艺；

图6为本申请实施例中的热处理工艺；

图7为本申请实施例中的接触角示意图。

附图标记说明：

1-第一内圈，2-第二内圈，3-轴承外圈，4-第二保持器，5-第一保持器，6-滚动体，7-出油孔，8-油槽，9-贯穿油孔，10-销孔，11-销钉，12-喷射通道，13-轴颈，14-轴承室，15-挤压油膜，16-定心弹簧。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

如图1所示，本实施例提供了一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承，包括轴承外圈3、轴承内圈和滚动体6，轴承外圈3为一体成型设计；轴承内圈为分体设计，轴承内圈包括用于连接涡轮端的第一内圈1及用于连接压轮端的第二内圈2；轴承外圈3和轴承内圈均由耐高温轴承钢制成；滚动体6容纳于轴承外圈3与轴承内圈之间的环形腔内，滚动体6还设置有对应的第一保持器5、第二保持器4，以实现稳定运行。

上述结构设计目的是为了适应涡轮增压器在高速旋转工况下的需求，并有效提高涡轮增压器的工作稳定性和寿命。轴承外圈3采用一体成型设计，确保在涡轮增压器工作时，轴承外圈可以提供坚固的结构支撑，以承受高速旋转带来的离心力。与此同时，轴承内圈的设计相对独特，采用了分体设计。这样的设计可以使涡轮增压器的安装和维护变得更加简单和方便。

轴承内圈包括两个部分：第一内圈1，这部分专门用于连接涡轮端；第二内圈2，这部分专门用于连接压轮端。在涡轮增压器工作时，涡轮端和压轮端可能会有不同的转速和承受的负荷，因此，通过分体设计的内圈，可以确保每个部分都能根据实际需求进行独立的优化设计，从而提高涡轮增压器的整体性能。通过上述设计，该涡轮增压器球轴承不仅可以确保涡轮增压器高速稳定工作，而且还可以简化涡轮增压器的安装和维护流程，从而提高其使用寿命和可靠性。可靠性试验表明，本实施例中的轴承相比传统分体滚动轴承少一个结构件，使得轴承疲劳寿命提高，故障率降低50%以上。

结合图2、图3所示，本实施例中的涡轮增压器球轴承，还包括挤压油膜阻尼***。其中，挤压油膜阻尼***包括环绕轴承外圈设置的阻尼器，阻尼器与轴承外圈共同构成挤压油膜阻尼***。其中，阻尼器设置于轴承外圈3上，并与轴承外圈3为一体化成型设计；此外，轴承外圈3与轴承室14之间还设置有定心弹簧16，可进一步优化运行综合性能。轴承外圈3的外侧设有轴承室14，轴承内圈的内侧用于安装主轴的轴颈13，挤压油膜15位于轴承外圈3与轴承室14之间。

具体操作中，上述挤压油膜阻尼***旨在进一步优化涡轮增压器的稳定性并提高其耐久性；阻尼器被设计为与轴承外圈3一体化成型，从而确保了***结构完整性和坚固性；在狭小的空间里面设计出这一阻尼器结构，是这一技术的显著创新点，能够大幅提高轴承的鲁棒性和寿命。上述挤压油膜阻尼***主要功能是在轴承外圈3表面形成一个持续的挤压油膜15。该油膜不仅为涡轮增压器提供润滑以减少内部摩擦，更重要的是，其能起到显著的阻尼作用。当涡轮增压器在工作时，特别是在车辆行驶过程中，可能会受到各种外部振动，如路面颠簸造成的冲击。这种外部振动如果直接传递到涡轮增压器，将会影响其工作稳定性并加速其磨损。而本方案通过形成挤压油膜15，使得车辆在行驶过程中因剧烈颠簸产生振动传递到轴承本体的比例大幅降低。挤压油膜15有效地吸收并分散了这些振动，大大提高了涡轮增压器的抗震性。

结合图4所示，本实施例中，轴承外圈3的外表面上设置有油槽8，油槽8底部设置有贯穿油孔9；油槽8的形状可按照具体应用需要进行设计，以确保润滑油能够顺利流过并有效地到达所需位置；此外，这些贯穿油孔9沿轴承外圈3的径向方向开设，使润滑油可以直接从油槽8喷射到轴承的工作区域；上述设计可确保涡轮增压器轴承获得充足和有效的润滑。此外，轴承外圈3还设置有销孔10、出油孔7，轴承室14设置有对应的安装孔，以及贯彻安装孔与轴承外圈3连接的销钉11，轴承室14还设置有匹配油槽8的喷射通道12。

具体操作中，考虑到涡轮增压器的结构特点，轴承腔体与前后叶轮是相对隔绝的。为了使润滑油液能够从轴承的中央位置有效地流向轴承，必须对润滑油的供给路径进行特殊设计。尤其是在带有阻尼的轴承，由于其跨距较长，常规的润滑方式很难为轴承的两侧工作区域提供充足的润滑油。本实施例中，通过在轴承外圈3侧面的油槽8设计，并结合底部的贯穿油孔9，润滑油可以被强制喷射到轴承的工作区域。这不仅确保了轴承在高转速下产生的热量得到迅速带走，还为轴承提供了持续和高效的润滑。因此，润滑油的供给既持续又稳定，保证了涡轮增压器轴承的长时间、高效率和稳定运行。

本实施例中，轴承外圈3、轴承内圈均由耐高温轴承钢制成，或者均由M50轴承钢制成。相较于常规轴承钢，该钢材展现出更强的高温稳定性和耐用性。

表1出了本实施例中的耐高温轴承钢的化学成分。

表1

本实施例中，耐高温轴承钢的化学成分是为了确保其在极端的高温工况下具有优异的机械性能和稳定的物理特性而精心选择的。其中，碳的含量介于0.80%～0.85%，提供了必要的硬度和强度；而铬和钼的较高含量（分别为4.00%～4.25%和4.00%～4.50%）则是为了增强钢的淬透性和耐腐蚀性；钒含量在0.90%～1.10%之间，进一步提高了材料的耐磨性和抗疲劳裂纹能力。其他元素如锰、硅、磷、硫、镍、钴、钨和铜的含量被控制在特定范围内，以优化钢的整体性能并满足特定的工程应用要求。

进一步的，本实施例中，将上述耐高温轴承钢通过特殊的自研热处理工艺，能够保证轴承的耐高温能力可达350℃以上，使得其使用寿命相较普通轴承提高三分之二。另外，轴承的滚动体6选用G3级陶瓷滚动体，与耐高温轴承钢外圈和内圈相结合，提供了更高的稳定性和长寿命。

图5为现有技术中热处理工艺，包括初期升温、高温保温、氮气冷却、第一次回火、深冷处理，以及随后的第二次和第三次回火。此流程旨在提升钢材的内部结构，增强其耐磨性和承载能力。具体包括：

1.初始升温阶段：材料从室温逐步加热至800°C至850°C，准备钢材内部结构的转变和碳化物的均匀分布。

2.高温保温阶段：材料在1100°C下保持一段时间（t2），确保碳化物完全溶解，实现碳和铬元素在奥氏体中的均匀分布。

3.氮气冷却阶段：材料从1100°C迅速冷却至530°C至560°C，并在氮气环境中进行以控制冷却速率，以减少氧化和内部应力的产生。

4.第一次回火处理：在530°C至560°C下保温2至3小时，用以释放淬火应力，细化晶粒结构，提高材料的韧性。

5.深冷处理：经过第一次回火后，材料立即进行深冷处理，冷却至-70°C至-80°C，持续1.5至2.5小时，这一过程有助于转变残余的奥氏体，增强材料的稳定性。

6.第二次回火处理：经过深冷处理后，再次将材料升温至530°C至560°C，并保温2至3小时，进一步提升硬度和强度。

7.第三次回火处理：最后再进行一次与前两次相同的回火，以确保材料性能的均匀性和最终的稳定性。

图6为本实施例中的热处理工艺；本实施例中的耐高温轴承钢的制作方法采用淬火后深冷、两次回火的热处理工艺。具体包括：

1.奥氏体化处理：钢材加热至830℃，保持20分钟，以确保材料内部结构充分转变为奥氏体。

2.淬火：材料进一步加热至1090℃进行淬火。

3.深冷：在-196℃下，深冷处理持续1小时，这一步骤有助于转变淬火后未反应完全的奥氏体，并可能增进马氏体的细化。

4.回火：550℃下进行，每次2小时，共两次；经过两次回火处理，可明显减少淬火过程中形成的马氏体的脆性，同时保留一些硬度，显著增强材料的韧性和耐磨性。

根据实验结果，本实施例中的热处理工艺流程，即淬火后直接进行深冷处理，然后进行两次回火，属于十分出色的热处理工艺。这种顺序不仅可以提高材料的硬度，还可以增强其耐磨性，使耐高温轴承钢更适合在高负荷和高速条件下使用。

根据前述记载可知，现有技术的工艺流程包括一系列复杂的步骤，包括初始升温、高温保温、氮气冷却、第一次回火、深冷处理，以及后续的第二次和第三次回火。这个流程虽然能够改善钢材的内部结构并增强耐磨性和承载能力，但它涉及多次回火和深冷处理，这不仅增加了处理时间，也增加了生产成本。此外，深冷处理的温度为-80°C至-70°C，相较于本发明实施例中的深冷温度较高，无法充分转变淬火后的残余奥氏体，从而影响最终的性能。

相比之下，本发明的工艺流程简化了上述步骤，采用淬火后直接深冷、随后进行两次回火的策略。这种工艺的创新之处包括：优化的深冷处理，本发明实施例将深冷处理温度设定为-196°C，这是液氮的温度，比现有技术中使用的温度更低，能更彻底地转变残余奥氏体，细化马氏体结构，显著提高了材料的稳定性和耐磨性。创新之处还包括减少回火次数：相较于现有技术的三次回火，本发明仅进行两次回火，能有效减少生产时间和成本，同时通过精确控制回火温度和时间，仍然确保了材料的韧性和硬度达到最佳状态。此外，还可显著提升硬度与耐磨性：实验结果表明，本发明实施例中的热处理工艺不仅提高了材料的硬度，而且相比现有技术，更能增强其耐磨性。这使得本发明处理后的耐高温轴承钢更加适合在高负荷和高速条件下使用，延长了使用寿命并提高了可靠性。

预紧功能的实现是基于对轴承内外圈之间的间隙的精确控制。当轴承受到工作负荷时，由于其特定的尺寸和结构设计，轴承自动产生一个预紧力，从而确保轴承始终与其配合部件紧密接触，避免了滑动和不必要的磨损。

为实现轴承自带预紧功能，关键的设计参考因素包括轴承的接触角、其弹性变形范围、以及与配合零件的精确配合。较大的接触角有助于增强预紧效果。轴承的外径、长度和材料弹性模量将影响其弹性响应，这对预紧至关重要。同时，轴承的内外径、宽度和双列轴承中心的跨距的尺寸公差需要精确控制以保证持续的预紧效果。此外，材料选择、热膨胀系数、载荷条件以及润滑状态都是设计中必须考虑的因素，以确保在所有操作条件下都有恒定的预紧。

本实施例中，涡轮增压器球轴承具有支持自带预紧功能的结构尺寸；结构尺寸包括17-18mm的转轴直径，75-76mm的双列轴承中心跨距，27-29mm的轴承外径，以及92-94mm的轴承长度；此外，轴承的接触角为24度-26度。

具体操作中，通过上万次创造性的实验，最终得出以下优选参数：轴承的转轴直径选定为17.4mm。这一特定直径，结合双列轴承中心的跨距75.3mm，使得轴承在安装时产生轻微的弹性变形。这种弹性变形在轴承外径28mm和长度93mm的范围内是可控的，确保在涡轮增压器运行时，轴承始终保持适当的接触负荷。如图7所示，轴承的接触角优选为25度，这一优选参数的设置，能够保证轴承具有良好的预紧力，可有效避免角度过大或过小带来的缺陷。

本实施例中，上述轴承的标定转速为80000r/min，其最大工作转速可达96000r/min，能够承受的瞬时最高工作温度为350℃。同时，供油压力范围为0.1-0.6MPa，供油温度需保持在50-90℃。使用的润滑油为CD40+牌号，其工作温度要求为-40℃到+150℃。轴承在工作状态下可以承受的最大轴向载荷为800N，而最大径向载荷为1500N。这确保了在高负荷的工况下轴承的稳定性和长寿命。在标定转速工况（80000r/min）下，该轴承的预期寿命为1000小时，这是经过严格测试和验证得到的结果。在制造过程中，该轴承的加工等级达到P2级，确保了轴承的高精度和出色的性能。

为精确控制双沟间距，本实施例还提出一种创新的制造方法：采用成型滚轮一次加工两个沟槽的方法，以及采用全封闭尺寸控制加工方法，通过多次循环加工控制变形量。

具体操作中：首先，选取一个适合的成型滚轮，该滚轮设计有能力一次磨削两个沟槽。在外圈装卡后，使用此成型滚轮对其进行磨削，确保两个沟槽的间距在磨削过程中保持稳定。此外，为控制磨削过程中的变形量，引入了全封闭尺寸控制***。这个***通过多次循环加工的方法，有效减少了加工过程中的应力，从而控制了套圈的变形量。为保证磨削质量和精度，对关键的工艺参数，如磨削速度和进给量进行了严格的量化。磨削速度和进给量被设定在一定的范围内，以确保磨削的质量和精度满足P2级的要求。通过上述方法，不仅确保了双沟间距的精度，还提高了制造效率和产品的整体质量。

一种示例性的实施例中，为了减少轴承在加工中变形，根据轴承结构的特点，相应采取随后两个步骤：

步骤1：调整电磁无心夹具的参数。

下表2示出了电磁无心夹具的参数调整详情，参数包括e偏心量； a前支承角；β后支承角；r偏心方位角。

表2

其中，粗磨阶段：偏心量设定为0.3mm，前支承角为45°，后支承角为105°，偏心方位角为20°；精磨阶段：偏心量调整为0.2mm，其余参数与粗磨阶段相同。

步骤2：优化磨削进给量，包括粗磨阶段、精磨阶段。

粗磨阶段：以0.01mm/s的进给量加工32秒，随后以0.005mm/s加工4秒，最后进行无进给光磨3秒，总计磨削39秒。

精磨阶段：以0.005mm/s的进给量加工20秒，随后以0.002mm/s加工5秒，再以0.001mm/s加工3秒，最后进行无进给光磨4秒，总计磨削32秒。

本实施例中，通过优化的磨削参数和进给量的控制，有效减少了加工过程中的变形量，从而提高了整体加工精度，满足大排量柴油机涡轮增压器对轴承的高要求。

为实现对涡轮增压器用角接触球轴承轴向游隙的精确控制，本实施例还提供了轴向游隙的控制方法：首先通过深入模拟分析与试验验证的方法，对轴承的预紧力与轴承的刚度和疲劳寿命进行研究。这种模拟分析考虑了各种实际运行条件下的工作预紧力，如高速温升和载荷作用对轴承原始预紧力的影响。

具体操作中，经过多次细致的研究，获得了一个轴承预紧力与轴承刚度及疲劳寿命的关系曲线。这条曲线提供了一个可靠的参考，帮助在轴承设计初期预留补偿预紧，以确保在实际工作过程中轴承获得最佳的预紧效果。随后，为实现对轴承预紧力的有效控制，进行了轴承凸出量的精准加工与检测。如图7所示，这一步确保了轴向游隙控制在0.055-0.065mm范围内，满足了技术要求；在检测过程中，测量负荷为50N。通过上述综合方法，成功地实现了涡轮增压器用角接触球轴承的轴向游隙控制，提高了轴承的运行刚度、旋转稳定性，并确保了轴承具备所要求的服役能力。

一种示例性的实施例中，轴承轴向游隙的控制方法包括以下步骤：

1、测量步骤包括利用高精度测量仪器，测定轴承的外圈、第一内圈及第二内圈的高度数值，其中高度数值的测量精度达到0.001毫米；

2、装球测量步骤包括确定第一内圈基面相对于轴承外圈基面的相对高度差，以此计算第一内圈非基面在轴承外圈长度中的确切位置尺寸，计算精度同样达到0.001毫米；

3、装球测量步骤进一步包括确定第二内圈基面相对于轴承外圈非基面的相对高度差，以此计算第二内圈非基面在轴承外圈长度中的确切位置尺寸，计算精度同样达到0.001毫米；

4、控制步骤包括依据第一内圈非基面和第二内圈非基面在轴承外圈长度上的位置差异，确定所需进行磨削的第一内圈非基面及第二内圈非基面的尺寸数值，以实现轴向游隙的精确控制，其中轴向游隙控制在0.055-0.065mm之间视为合格。

本实施例中通过上述方法，能够精确控制轴向游隙，提高轴承的运行精度和稳定性，从而满足高性能轴承在精密机械和设备中的应用要求。此方法特别适用于在工程和工业环境中，对轴向游隙有严格控制需求的轴承产品。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承，包括轴承外圈、轴承内圈和滚动体，其特征在于，

所述轴承外圈为一体成型设计；所述轴承内圈为分体设计，所述轴承内圈包括用于连接涡轮端的第一内圈以及用于连接压轮端的第二内圈；所述滚动体容纳于所述轴承外圈与所述轴承内圈之间的环形腔内；所述轴承外圈和轴承内圈均由耐高温轴承钢制成。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器球轴承，其特征在于，还包括挤压油膜阻尼***；

所述挤压油膜阻尼***包括环绕所述轴承外圈设置的阻尼器，所述阻尼器与所述轴承外圈为一体化成型设计，所述阻尼器与所述轴承外圈共同构成所述挤压油膜阻尼***。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器球轴承，其特征在于，所述轴承外圈的外表面上设置有油槽，所述油槽底部设置有贯穿油孔。

4.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器球轴承，其特征在于，所述滚动体为G3级陶瓷滚动体。

5.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器球轴承，其特征在于，所述涡轮增压器球轴承具有支持自带预紧功能的结构尺寸；

所述结构尺寸包括17-18mm的转轴直径，75-76mm的双列轴承中心跨距，27-29mm的轴承外径，以及92-94mm的轴承长度。

6.一种如权利要求1所述的适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其特征在于，包括耐高温轴承钢的制作方法；

所述耐高温轴承钢的制作方法采用淬火后深冷，两次回火的热处理工艺。

7.根据权利要求6所述的适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其特征在于，

所述耐高温轴承钢的制作方法包括奥氏体化830℃ 20分钟、淬火1090℃、-196℃深冷1小时以及550℃回火2小时两次。

8.根据权利要求6所述的适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其特征在于，包括双沟间距的控制方法；

所述双沟间距的控制方法采用成型滚轮一次加工两个沟槽的方法，以及采用全封闭尺寸控制加工方法，通过多次循环加工控制变形量。

9.根据权利要求6所述的适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其特征在于，还包括轴向游隙控制方法；

所述轴向游隙控制方法包括：通过模拟分析与试验验证获取轴承预紧力与轴承刚度及疲劳寿命的关系曲线，利用轴承凸出量的加工检测实现预紧力的有效控制，获得轴向游隙为0.055-0.065mm。

10.根据权利要求9所述的适用于大排量柴油机的涡轮增压器球轴承的制作方法，其特征在于，所述轴向游隙控制方法包括：

测量轴承外圈、第一内圈和第二内圈的高度数值；

装球测量所述第一内圈基面与所述轴承外圈基面的相对高度差，确定所述第一内圈非基面在所述轴承外圈长度中的位置；

装球测量所述第二内圈基面与所述轴承外圈非基面的相对高度差，确定所述第二内圈非基面在所述轴承外圈长度中的位置；

根据所述第一内圈非基面和第二内圈非基面在所述轴承外圈中的不同位置，确定第一内圈非基面和第二内圈非基面的磨削尺寸数值。