重卡輪轂關(guān)鍵尺寸的檢測(cè)

陳亞軍，郭建峰

（ 1.甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水 741000；2.中核蘭鈾公司，甘肅蘭州 730060）

重卡輪轂關(guān)鍵尺寸的檢測(cè)

陳亞軍1，郭建峰2

（ 1.甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水 741000；2.中核蘭鈾公司，甘肅蘭州 730060）

某重卡輪轂結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，其中一關(guān)鍵尺寸采用普通量具和尺寸鏈計(jì)算法難以檢測(cè)也無法確保測(cè)量精度。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，可以精確、簡(jiǎn)便地獲得目標(biāo)尺寸。此測(cè)量方法可用于工業(yè)中復(fù)雜、高精工件尺寸的測(cè)量。

尺寸鏈；測(cè)量精度；三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.58

0 前言

某重卡輪轂使用中須承受較大沖擊載荷及轉(zhuǎn)矩的作用，安裝在輪轂內(nèi)部的兩套圓錐滾子軸承極易因摩擦熱過大而出現(xiàn)潤(rùn)滑不良引發(fā)的過熱燒傷變形及斷裂失效現(xiàn)象。在輪轂軸承安裝使用中發(fā)現(xiàn)，兩軸承的軸向游隙尺寸極大程度地影響著軸承的潤(rùn)滑及散熱。因此，在重卡輪轂的生產(chǎn)制造過程及工作中的檢修階段，必須嚴(yán)格檢測(cè)安裝兩圓錐滾子軸承所在位置的軸向游隙尺寸，進(jìn)而判斷軸承是否處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，否則須重新加工或修理輪轂尺寸，以確保軸承軸向游隙尺寸在合理范圍。

1 影響軸承軸向游隙尺寸的因素

重卡輪轂結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中A，B面兩端分別安裝兩套起支撐和減小摩擦力作用的圓錐滾子軸承。由于圓錐滾子軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，寬度為確定值。當(dāng)H0增大時(shí)，軸向游隙尺寸減小，軸承易因潤(rùn)滑不良出現(xiàn)燒傷變形及失效；反之，若H0減小，軸向游隙尺寸則會(huì)增大，軸承潤(rùn)滑條件將會(huì)提升，但此時(shí)輪轂所受載荷將會(huì)增大且其內(nèi)部隨著空間的減小散熱條件也將變差。所以，為綜合考慮軸承潤(rùn)滑條件和輪轂散熱及受力狀況，必須嚴(yán)格精確控制H0尺寸。

圖1 重卡輪轂結(jié)構(gòu)

2 利用尺寸鏈法求解H0的設(shè)計(jì)尺寸

尺寸鏈分析是保證機(jī)器裝配質(zhì)量的重要方法，在制訂機(jī)械加工工藝過程和保證裝配精度中都起著很重要的作用。在零件加工或機(jī)器裝配過程中，封閉環(huán)尺寸具體的算法為：

（1）封閉環(huán)的基本尺寸=各增環(huán)基本尺寸之和-各減環(huán)的基本尺寸之和，見式（1）。

式中：A0為封閉環(huán)的基本尺寸；為增環(huán)的基本尺寸；為減環(huán)的基本尺寸；m為增環(huán)的數(shù)目；n為包含封閉環(huán)在內(nèi)的總環(huán)數(shù)。

（2）封閉環(huán)的上偏差=各增環(huán)的上偏差之和-各減環(huán)的下偏差之和，見式（2）。

（3）封閉環(huán)的下偏差=各增環(huán)的下偏差之和-各減環(huán)的上偏差之和。

（4）封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和，亦等于封閉環(huán)的上偏差減去封閉環(huán)的下偏差。

由圖1知，H1，H4和H總組成一尺寸鏈，如圖2所示。當(dāng)H1和H4被測(cè)知后，H總的計(jì)算見式（5）。

同時(shí)，H2，H0，H3和H總也組成一封閉尺寸鏈，如圖3所示。當(dāng)H2，H3，H總的尺寸確定后，封閉環(huán)H0的計(jì)算見式（6）。

根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，采用以上方法可以計(jì)算出H0的尺寸范圍，指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)計(jì)和檢修工作，確保軸承合理的軸向游隙尺寸及輪轂的散熱條件。

3 利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量H0

選 用 ZEISS公 司CONTURA G3三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，測(cè)量精度0.0001 mm。該設(shè)備在產(chǎn)品測(cè)繪過程中，往往不能在同一坐標(biāo)系將產(chǎn)品的幾何數(shù)據(jù)一次測(cè)出。原因一是產(chǎn)品尺寸超出測(cè)量機(jī)的行程，二是測(cè)量探頭不能觸及產(chǎn)品的反面。本重卡輪轂受自身結(jié)構(gòu)形狀及測(cè)量行程和探頭尺寸的影響，無法直接測(cè)得H0，故采用間接測(cè)量的方法計(jì)算H0。具體步驟是：

圖2 H總的封閉尺寸鏈

（1）先測(cè)量H2尺寸。對(duì)三坐標(biāo)儀完成坐標(biāo)尺寸設(shè)定后，將輪轂置于工作臺(tái)上，先后測(cè)得多個(gè)H2尺寸，然后求其平均值。

圖3 H0的封閉尺寸鏈

（2）分別測(cè)出H1，H3，H4。將輪轂反轉(zhuǎn)后置于工作臺(tái)上，先后多次測(cè)量H1，H3，H4，然后帶入式（7）求其平均值。

（3）計(jì)算H0的間接測(cè)量尺寸H0，H=（H1+H4）-（H2+H3），將計(jì)算值H0與設(shè)計(jì)值H0比較：若H0+H0EI＜H′0＜H0＜H0ES，輪轂上H0的間接測(cè)量尺寸H0大小合理，滿足軸承軸向游隙需求及輪轂散熱所需。否則，需重新修配。

4 結(jié)語

為檢測(cè)重卡輪轂上的關(guān)鍵尺寸，特選用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)。此方法檢測(cè)精度高，運(yùn)算量小，設(shè)備操作簡(jiǎn)單快捷，適用于復(fù)雜且精度要求較高的工件重要尺寸的加工與檢測(cè)。

［1］張松林.最新軸承安裝手冊(cè)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

［2］徐振高，蔣向前.互換性與測(cè)量技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［3］荊長(zhǎng)生，機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997.

U463.343

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〔編輯 李 波〕