角接觸軸承凸出量測量儀的改進設計

摘要：軸承的凸出測量儀一般企業都采用機械杠桿式預加載荷測量，軸承凸出量測量儀的本身精度高低直接影響軸承的測量精度，以至影響軸承的裝配精度，改進測量儀馬鞍座（工作平臺）的結構，可提高測量儀的精度。

關鍵詞：角接觸軸承 測量儀 馬鞍座 改進設計 提高精度

軸承的凸出量測量儀一般是為機械設備高精度軸系中使用配對角接觸軸承的測量凸出量的測量儀器；測量儀的自身精度高低直接影響軸承的裝配精度，為滿足機械設備中角接觸軸承的速度、噪聲、振動和軸承壽命等要求，如對機械杠桿式預加載荷的測量儀的馬鞍座（工作平臺）的結構進行改進，可減少測量誤差，提高軸承凸出量測量儀的測量值的精度。

1.現有機械杠桿式凸出測量儀的馬鞍座（工作平臺）工作原理及其分析

1.1.兩塊側立板（5）和上板（3）組成馬鞍座（工作平臺），側立板連接底座（箱體），上板連接小壓蓋（4），形成馬鞍座整體；兩側立板中間設置頂桿座（11）固定在箱體上；頂桿頭（9）上方有托盤（7）、標準塊或被測軸承（6）；在負荷塊（15）外力的作用下，通過杠桿（14）中的杠桿頭（13），頂起頂桿頭上的托盤，軸承的內圈與托盤接觸，軸承的外圈與小壓蓋接觸，增加負荷塊，使軸承產生凸出量，通過測蓋上的測頭，在指示表上反映凸出量的值；見圖1。敞開式馬鞍座的另一功能是讓托盤、被測軸承或標準塊進出自如；馬鞍座中上板是長方形，它不與儀表架的立柱座發生干涉。

1.2.分析現有機械杠桿式凸出測量儀的主要誤差組成：

（1）上板與測量軸線不垂直引起誤差；

（2）小壓蓋本身平行、垂直度引起誤差；

（3）對零標準塊本身平行、垂直度引起誤差；

（4）測蓋兩平面不平行引起誤差；

（5）測量軸線與理論軸線同軸度引起誤差；

（6）測量軸線與立柱軸線位置度引起誤差；

（7）測量軸線與馬鞍座中心線位置誤差。

在這些誤差中，其中上述（2）、（3）、（4）類的誤差可以通過圖1中玻璃球（8）予以基本消除，但壓蓋、標準塊、測蓋平行度誤差需控制在3μm以下；而上述（1）和（7）類的誤差主要是馬鞍座的制造精度和馬鞍座安裝尺寸精度引起的，上板與測量軸線垂直度、馬鞍座中心線與測量軸線同軸度較難保證在5μm以內，且較難檢測校正。根據誤差理論，誤差是累計的，它會使凸出量的測量儀產生不確定因素，因而不能正確地反映出凸出量的真實數值，從而影響軸系中角接觸軸承的配對使用。

2.改進設計

由前面分析可知，（1）、（7）類誤差是影響凸出測量儀精度的主要因素，也就是馬鞍座（工作平臺）的加工精度和安裝精度影響著凸出測量儀的凸出量值。馬鞍座是由兩塊側立板和一塊上板構成，它一般不整體制造，通常是將上板和兩側立板單獨加工后，用螺栓組合而成，經校正磨削后，然后用螺栓固定在箱體上。因為馬鞍座的連接是用螺栓，那么箱體、側立板、上板的孔位偏移，安裝時須必造成上板中心孔軸線與測量軸線不同心；其次是側立板、上板組合后會造成馬鞍座工作平臺表面與測量軸線垂直度達不到要求；再一是螺栓緊固后造成馬鞍座變形，產生誤差。這些誤差綜合，給測量值帶來較大的誤差值。如果取消馬鞍座結構，改用如圖示2結構，上述誤差可大大減少。

改進方案：擴大頂桿座（5）外徑的局部尺寸，加工后與鑄件框架（4）相配合并緊固，這樣測量軸線與工作平臺同軸度就大大提高（中心定位）；框架是圓的，它前后兩部份透空，使標準塊和被測軸承進出自如，且不與立柱座發生干涉，仍有馬鞍座所具有的功能；另外原上板和小壓蓋合一成壓蓋，可減少原小壓蓋與上板的配合誤差（如特大軸承的凸出量測量，可換用表架型號）。

結論

改進后的凸出測量儀仍能達到原測量儀的功效；框架加工工序簡單，尺寸精度、位置精度可比原先提高1級以上；在同等的加工條件下，框架結構相對提高了軸承凸出量測量儀的測量值的精度；另外框架結構安裝調試方便，而且生產成本低。

參考文獻：

[1]張中元，肖瑞雪.T6924測量儀及其誤差分析.軸承.1996（12）.32-33.

[2]張為民，周繼烈.軸承凸出量測量儀的改進設計.軸承.2003（7）.43-44.

[3]姜麗華，角接觸球軸承凸出量測量儀.軸承.2008（11）.33-35.

[4]張輔忠，軸承的檢測講座（寧波大紅鷹學院）.2013年元月.