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(zhuǎn)速設(shè)備，如立式離心機(jī)、立式水泵、低速減速器、工位轉(zhuǎn)臺(tái)等，此類軸承只能承受軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速較低，接觸角為90°，工作時(shí)要求軸圈與座圈的中心徑必須保持一致。如果 2個(gè)溝道的中心徑有偏差，將使鋼球與溝道的接觸角發(fā)生改變，從而破壞軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，加速磨損，直接影響軸承壽命；另外，若鋼球接觸點(diǎn)不在溝底，軸承易發(fā)生徑向竄動(dòng)，導(dǎo)致端面跳動(dòng)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(huì)發(fā)生鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)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(guān)重要。

1 現(xiàn)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(cè)之間有縫隙，則中心徑偏大；樣板與溝道之間內(nèi)側(cè)有縫隙，則中心徑偏小。這種方法要求外徑基準(zhǔn)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(zhǔn)確，實(shí)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(jìn)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(jù)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(dòng)樣板一端以找到中心徑的最大點(diǎn))，如果樣板大范的圓弧面與溝道內(nèi)側(cè)有縫隙，同時(shí)樣板小范的圓弧面與溝道外側(cè)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(cè)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(nèi)側(cè)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(nèi)，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(jī)床上砂輪位置的快速調(diào)整。

2 溝道中心徑測量尺

2.1 測量尺的結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)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(shù)值，并可通過與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的中心徑進(jìn)行對(duì)比獲取偏差，從而在機(jī)床上準(zhǔn)確的調(diào)整砂輪位置。避免了以往首件磨削時(shí)反復(fù)調(diào)整溝位置的繁瑣操作，提高了工作效率。

1—塊規(guī)；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(shí)際使用前，需要根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)圖

在車加工曲率片時(shí)，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(gè)曲率片的半徑一定要加工準(zhǔn)確且保持一致，同時(shí)應(yīng)為圖紙上溝曲率半徑的上限值。因?yàn)椋势陌霃叫∮跍系缹?shí)際曲率半徑時(shí)，曲率片接觸溝道時(shí)在徑向會(huì)有竄動(dòng)量，會(huì)使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差；當(dāng)曲率片的半徑略大于實(shí)際溝道曲率半徑時(shí)，曲率片則會(huì)牢牢卡在溝道上，測量結(jié)果會(huì)比較準(zhǔn)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(dòng)端。移動(dòng)端外側(cè)是表架，表架上卡有百分表，表尖接觸移動(dòng)端的支架頂塊。組合塊規(guī)并得到塊規(guī)長度d=De-R1-R2，其中，De為溝道中心徑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸，R1，R2分別為2個(gè)曲率片的半徑(2個(gè)曲率片的半徑實(shí)際加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差，應(yīng)控制在0.04 mm內(nèi))。將塊規(guī)放入2個(gè)曲率片之間對(duì)塊規(guī)，將表針壓1 mm后對(duì)到0位，即對(duì)好測量尺。

測量時(shí)，將對(duì)好的測量尺上面的2個(gè)曲率片垂直放入溝道，先放入固定端，再放入移動(dòng)端，由于溝道中心徑與設(shè)計(jì)值存在偏差，當(dāng)移動(dòng)端的曲率片通過滑塊的滑動(dòng)完全卡入溝道時(shí)，所發(fā)生的移動(dòng)量會(huì)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(shí)際測量值為D1=De+Δd。注意，測量中需沿溝道方向來回推動(dòng)測量尺移動(dòng)端，通過表針左右擺動(dòng)的中間值確定中心徑的最大點(diǎn)。

3 結(jié)束語

對(duì)溝道中心徑測量方法進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了合理的溝道中心徑測量尺，可準(zhǔn)確測量溝道的實(shí)際中心徑，對(duì)推力球軸承的加工和檢測有較大幫助。