特大型推力球軸承套圈溝道中心徑測量尺

楊世誼，魏闖，張亞輝，張德穎

(洛陽軸承研究所有限公司，河南 洛陽 471039)

推力球軸承常用于承受軸向載荷的低轉速設備，如立式離心機、立式水泵、低速減速器、工位轉臺等，此類軸承只能承受軸向載荷，極限轉速較低，接觸角為90°，工作時要求軸圈與座圈的中心徑必須保持一致。如果 2個溝道的中心徑有偏差，將使鋼球與溝道的接觸角發生改變，從而破壞軸承的正常運轉狀態，加速磨損，直接影響軸承壽命；另外，若鋼球接觸點不在溝底，軸承易發生徑向竄動，導致端面跳動變大，影響軸承精度；如果溝道中心徑與保持架兜孔中心徑不一致，裝配后還會發生鋼球轉動不暢等問題。因此，在軸承加工過程中控制好溝道中心徑至關重要。

1 現有測量方法

1.1 溝位置樣板檢測方法

溝位置樣板如圖1所示，樣板采用3 mm厚鋼板線切割加工，樣板圓弧曲率按照軸承套圈溝道的曲率切割，H為溝道中心到外徑的距離，H=(D-De)/2，其中D為套圈外徑，De為溝道中心徑。

圖1 推力球軸承溝位置樣板

將樣板一端靠在軸承外徑面上，使樣板圓弧接觸溝道，通過樣板與溝道的縫隙判斷溝道中心徑的偏差。若樣板與溝道外側之間有縫隙，則中心徑偏大；樣板與溝道之間內側有縫隙，則中心徑偏小。這種方法要求外徑基準尺寸必須一致，若外徑尺寸存在較大偏差，中心徑的測量就不準確，實際檢測中存在很大弊端。

1.2 溝道中心徑樣板檢測方法

如果軸承尺寸不大，則可以使用溝道中心徑樣板進行測量，溝道中心徑樣板如圖2所示。樣板同樣采用3 mm厚鋼板線切割加工，樣板圓弧曲率按照套圈溝道的曲率切割，De為圖紙給出的溝道中心徑，根據中心徑的上、下偏差制作大范、小范2片樣板。分別將大范、小范放入溝道(需來回推動樣板一端以找到中心徑的最大點)，如果樣板大范的圓弧面與溝道內側有縫隙，同時樣板小范的圓弧面與溝道外側有縫隙，則說明溝道中心徑尺寸介于上下偏差之間，判定合格；如果樣板大范的圓弧面與溝道外側有縫隙，說明溝道中心徑尺寸偏大；如果樣板小范的圓弧面與溝道內側有縫隙，說明溝道中心徑尺寸偏小。

圖2 溝道中心徑測量樣板

此類中心徑樣板只能判斷出中心徑尺寸是否在公差范圍之內，但是不能測量出中心徑的具體值，也不能保證合套后軸、座圈的溝道中心徑完全一致。而且，在溝道加工過程中無法測出具體的偏差值，不利于機床上砂輪位置的快速調整。

2 溝道中心徑測量尺

2.1 測量尺的結構

設計的推力球軸承溝中心徑測量尺如圖3所示，主要由主體鋼管、曲率片固定支架、曲率片、滑軌、表架、百分表等組成。測量尺可以測量溝道中心徑的具體數值，并可通過與圖紙設計的中心徑進行對比獲取偏差，從而在機床上準確的調整砂輪位置。避免了以往首件磨削時反復調整溝位置的繁瑣操作，提高了工作效率。

1—塊規；2，12—曲率片；3—曲率片安裝架；4—主體鋼管；5，6—夾緊塊；7—滑塊；8—滑軌；9—百分表；10—表架；11—曲率片安裝架

在實際使用前，需要根據圖紙設計的溝曲率半徑的上限值車加工出曲率片，如圖4所示。

圖4 曲率片結構圖

在車加工曲率片時，中心加工出固定孔，邊緣加工出斜坡，使邊緣較薄以便于測量。需要注意的是，2個曲率片的半徑一定要加工準確且保持一致，同時應為圖紙上溝曲率半徑的上限值。因為，曲率片的半徑小于溝道實際曲率半徑時，曲率片接觸溝道時在徑向會有竄動量，會使測量結果產生誤差；當曲率片的半徑略大于實際溝道曲率半徑時，曲率片則會牢牢卡在溝道上，測量結果會比較準確。

2.2 測量方法

將曲率片固定在安裝架上，選取一端作為固定端，另一端則固定在滑軌上作為移動端。移動端外側是表架，表架上卡有百分表，表尖接觸移動端的支架頂塊。組合塊規并得到塊規長度d=De-R1-R2，其中，De為溝道中心徑圖紙設計尺寸，R1，R2分別為2個曲率片的半徑(2個曲率片的半徑實際加工時會產生偏差，應控制在0.04 mm內)。將塊規放入2個曲率片之間對塊規，將表針壓1 mm后對到0位，即對好測量尺。

測量時，將對好的測量尺上面的2個曲率片垂直放入溝道，先放入固定端，再放入移動端，由于溝道中心徑與設計值存在偏差，當移動端的曲率片通過滑塊的滑動完全卡入溝道時，所發生的移動量會顯示在百分表上，百分表示值即為兩者的偏差Δd，則中心徑實際測量值為D1=De+Δd。注意，測量中需沿溝道方向來回推動測量尺移動端，通過表針左右擺動的中間值確定中心徑的最大點。

3 結束語

對溝道中心徑測量方法進行了改進，設計了合理的溝道中心徑測量尺，可準確測量溝道的實際中心徑，對推力球軸承的加工和檢測有較大幫助。