調心球軸承內圈溝道測量方法的改進

李利莉

(哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠 ，哈爾濱 150036)

1 前言

調心球軸承主要承受徑向載荷，同時可承受較小的軸向載荷。旋轉時鋼球、保持架、內圈相對外圈心軸可做一定程度的自由傾斜，具有自動調心性能，可以補償不同心度和軸撓度造成的誤差，但其內、外圈相對傾斜度不得超過3°。典型的調心球軸承1311ATN結構如圖1所示，內圈尺寸結構如圖2所示。調心球軸承內圈溝道位置、溝道間距直接影響調心球軸承的游隙、調心性及合套時的合套率，因此，下文以調心球軸承1311ATN為例，分析內圈溝道的測量方法。

圖1 調心球軸承1311ATN

圖2 1311ATN內圈尺寸結構

2 改進前測量方法及存在的問題

改進前利用測量樣板采用透光法對調心球軸承內圈溝道位置和溝道間距進行測量、檢驗和控制，測量樣板如圖3、圖4所示。

圖3 溝道位置樣板

圖4 溝道間距樣板

2.1 溝道位置測量

溝道位置樣板的大范和小范(開口側)分別代表最大溝道位置和最小溝道位置。檢測基準端面(以非打字端面為基準面)側溝道位置，將樣板的定位面靠在內圈基準端面上，先后用大、小范測量、查看溝道上光隙的分布情況。若大范在接近基準端面的一邊露縫，而小范在遠離基準端面的一邊露縫，則溝道位置合格；若大、小范都在接近基端準面的一邊露縫，則溝道位置“過小”(不合格)；若大、小范都在遠離基準端面的一邊露縫，則溝道位置“過大”(不合格)。測量原理如圖5所示。

圖5 溝道位置測量、判斷方法

由于溝道位置樣板曲率半徑是以溝道曲率半徑的最小尺寸作為名義尺寸來制造的，故內圈溝道曲率半徑往往大于樣板的曲率半徑，也就存在測量時樣板曲率中心線與測量溝道曲率中心線重合，大、小范兩邊露縫的情況，此時根據使用大、小范的不同，溝道位置正好符合最小或最大尺寸(合格)。

2.2 兩溝道間距測量

測量時，若大范里邊露縫而小范外邊露縫，則溝道間距合格；若大、小范都是里邊露縫，則溝道間距“過窄”(不合格)；若大、小范都是外邊露縫，則溝道間距“過寬”(不合格)。測量原理如圖6所示。

圖6 溝道間距測量、判斷方法

同樣，溝道間距采用樣板測量時，也存在樣板兩曲率中心線與雙列內溝道曲率中心線重合、大小范兩邊露縫的情況，此時根據使用大、小范的不同，溝道間距正好是合格范圍的最窄或最寬極限(合格)。

2.3 存在的問題

(1)樣板透光檢測受光線影響大，不同光線，不同人員測量的結果差異大，測量誤差大。

(2)樣板測量面的厚度僅為0.5 mm，易磨損。特別是溝道間距樣板在測量時，為使溝道間距樣板所在的平面與內圈軸線垂直，樣板在溝道上轉動，接觸位置近似為點接觸(0.5 mm長的直線)，磨損更加嚴重，需要經常更換，而且樣板是否磨損需經過專門的檢測鑒定。

(3)受溝道曲率影響大，溝道曲率大小不一致時測量結果也不一致。

(4)對操作者的檢測技能要求較高。

3 解決方法

制作溝道位置和溝道間距標準件。以距基準面較近的溝道為第1溝道，較遠的溝道為第2溝道，實測第1溝道位置和第1溝道與第2溝道的溝道間距，并記錄測量值。

采用2臺D022測量儀測量調心球軸承內圈溝道位置和溝道間距，測量前按照標準件實測值對表，第1臺測量儀測量第1溝道曲率中心線相對于基準面的距離，第2臺測量儀測量第2溝道曲率中心線相對于基準面的距離，測量方法如圖7所示。

圖7 D022測量儀測量溝道位置示意圖

第1溝道位置為第1臺測量儀讀數加上溝道位置的基本尺寸，即被測套圈實際溝道位置，然后與溝道位置要求的工藝范圍進行比較，工藝范圍內為合格，否則為不合格。兩溝道間距為第2臺測量儀讀數減去第1臺測量儀讀數(正值為加號，負值為減號)，再加上溝道間距的基本尺寸即為實際溝道間距，然后與溝道間距要求的工藝范圍進行比較，范圍內為合格，否則為不合格。

例如，1311ATN溝道間距為14 mm±0.025 mm，溝道位置7.5 mm±0.05 mm，溝道曲率半徑為8.14 mm±0.07 mm。實測標準件值為：溝道間距14 mm+0.005 mm，第1溝道位置7.5 mm+0.01 mm。利用2臺D022儀器進行測量，第1臺測量儀對表為+0.01 mm，第2臺測量儀對表為0.01+0.005=+0.015 mm。 第1臺測量儀實測讀數為+0.006 mm，第2臺測量儀實測讀數為+0.01 mm，則此套圈第1溝道位置為：+0.006 mm，兩溝道間距為：+0.01-(+0.006)=+0.004 mm，即實際溝道位置為7.5 mm+0.006 mm，實際兩溝道間距為14 mm+0.004 mm。

4 結束語

采用測量儀測量的方法簡單易掌握，測量準確，避免了用樣板檢測的諸多弊病，并且在測量溝道位置、溝道間距的同時也可同時測量溝道尺寸、溝道圓度。