角接觸球軸承內圈溝道軸向位置測量方法

褚翠霞，李娜，劉輝軍，高武正

(洛陽LYC軸承有限公司 031軸承廠，河南 洛陽 471039)

角接觸球軸承可同時承受徑向載荷和軸向載荷，具有轉速高、精度高等優點，一般組配使用，能夠準確測量溝道軸向位置和雙溝的溝心距，有利于成組軸承進行選配。

三坐標測量儀(GLOBAL 7107)在機械加工行業中已經得到廣泛應用，但其方便、快捷、準確的測量功能在軸承工件檢測中并沒有得到良好的展現，對于一般角接觸球軸承,溝道軸向位置和溝心距(雙溝)在加工工序間采用溝道位置樣板、溝心距專用樣板控制。但對于高精度產品，如溝道軸向位置要求±0.02 mm的內圈，采用樣板控制位置的方法已經不能滿足要求。

1 檢測方法分析

1.1 專用樣板檢測

采用專用量具樣板檢測溝道位置,操作簡單直觀，檢測成本較低，但是只能定性，無法量化，更無法給現用數控機床提供數據調整的依據；而且樣板檢測誤差比較大，與操作者的熟練程度有關，尤其對于高精度的溝道位置要求，樣板控制手段就顯得力不從心。

1.2 輪廓儀檢測

使用V形塊和固定擋板在輪廓儀上檢測溝道位置，首先將標準件基準端面一端靠在固定擋板上，然后檢測標準件溝的形狀，保存其圖形，在同樣的位置用同樣的方法測量工件的溝道形狀并保存其圖形，在圖形里測量溝底到同一基準的距離，兩次測量的差值即為工件和標準件溝道位置的差值。但是在輪廓儀上檢測溝道位置，工件的定位精度不易控制，每次裝夾工件的傾斜角度不同，溝道位置的測量結果都會有變化，其誤差大小不容易掌握。

2 三坐標測量儀檢測

2.1 內圈溝道軸向位置檢測

三坐標測量儀檢測方法的原理如圖1所示。

(1)將D051儀器下端用于支承鋼球的尖點改為平臺支承面；

(2)將D051儀器一側支點換成千分表(細表針)；

(3)將D051儀器放在三坐標測量儀平臺上，并將D051儀器平臺調整水平；

(4)將被測工件非基準端面朝下放置在D051儀器平臺上，使D051儀器兩側支點與工件溝道接觸，粗略找正溝道徑向最大點；

(5)通過調整D051儀器升降機構，找溝道位置中心，即測量線與溝道直徑重合時，鎖緊工作臺，將三坐標測量儀z軸零點設在D051儀器的平臺端面上，在被測工件的基準端面上移動三坐標測量儀測頭，記錄z坐標的數值(設為h1)；

(6)翻轉被測工件，將基準端面朝下置于D051平臺上，調整D051儀器升降機構，找溝道位置中心，即測量線與溝道直徑重合時，鎖緊工作臺，在被測工件的非基準端面上移動三坐標測量儀測頭，記錄z坐標的數值(設為h2)；

(7)計算被測工件溝道位置

式中：B為被測內圈實際寬度；h1為被測內圈基準端面測量z值；h2為被測內圈非基準端面測量z值。

1—D051一側支點；2—D051下端支點；3—升降機構；4—平臺；5—檢測工件；6—D051另一側支點；7—三坐標測量儀測頭

2.2 雙溝溝心距測量

將被檢測工件放置在調整好的D051儀器上，先通過D051儀器兩側支點與工件溝道接觸，粗略找正溝道徑向最小點，再通過D051調整螺栓找溝道徑向最小點，用三坐標測量儀測出被測件上端面z軸高度，然后用D051調整螺栓找正另一溝道徑向最小點，此時再用三坐標測量儀測出z軸的變化值，即可得出雙溝的溝心距。

3 檢測實例

3.1 內圈溝道軸向位置檢測數據

7211ACTA/P5/02角接觸球軸承內圈溝道軸向位置設計要求為(10.5±0.02)mm。三坐標測量儀和D051儀器、輪廓儀和專用樣板檢測結果見表1。由表中數據可知，3次測量一個工件的同一位置，用三坐標測量儀和D051儀器檢測得到的數據比較穩定，且每次測量的數據比較準確；輪廓儀檢驗溝道軸向位置的誤差范圍較大；而專用樣板檢測只能定性，無法定量。

表1 7211ACTA/P5/02的檢測數據對比

3.2 溝道檢測數據的應用

以組配角接觸球軸承凸出量δ0為例說明準確檢測溝道位置對產品加工的影響，如圖2所示。由圖可知

δ0=C-T，T=ai+ae-S/2，

式中：C為外圈寬度；T為無預載時外圈基準端面到內圈基準端面的軸向距離；S/2為徑向游隙引起的軸承軸向位移；ai為內圈溝道位置；ae為外圈溝道位置。經分析可知：套圈寬度B,C和內、外圈溝道位置的加工公差對軸承凸出量的影響很大，套圈寬度B或C的加工偏差容易控制，所以能準確地測量出溝道位置，對角接觸球軸承凸出量選配和雙列角接觸球軸承配套顯得尤為重要。

圖2 角接觸球軸承凸出量組配方式

4 結束語

利用三坐標測量儀和D051儀器測量角接觸球軸承內圈溝道軸向位置，測量誤差比樣板測量和輪廓儀測量小，并可準確計算出溝道軸向位置數值，指導數控加工溝道位置尺寸。但是此種測量方法效率不高，不能廣泛應用于生產現場，只能作為一種校對的手段，可用于選擇標準件。