彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承裝配高測量方法

孫懷全，王淼，杜杰，劉紅莉，蔣瑞秋

（中國航發(fā)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量管理部，哈爾濱 150036）

1 彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承裝配高的測量

彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承由彈支結(jié)構(gòu)和雙半內(nèi)圈角接觸球軸承組成。在過去，彈支結(jié)構(gòu)與軸承部分是獨(dú)立的分組件；近幾年，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，將彈支結(jié)構(gòu)和軸承外圈設(shè)計(jì)為一體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖中：h為凸緣邊的厚度，H為軸承裝配高。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，成品軸承的裝配高是重要的特性指標(biāo)，其測量過程為：外圈固定不動(dòng)，對內(nèi)圈施加一定的軸向載荷，測量H。然而，由于軸承結(jié)構(gòu)的特殊性，現(xiàn)有檢測技術(shù)無法獲取軸承裝配高的實(shí)際值。因此，通過檢測技術(shù)分析，設(shè)計(jì)了既能施加測量載荷又能作為量值傳遞的測量工裝，實(shí)現(xiàn)了彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承裝配高的測量。

圖1 彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of angular contact ball bearing with elastic supporting and two piece inner rings

2 測量原理

設(shè)計(jì)的測量工裝如圖2所示，其質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求的測量載荷相同，尺寸D1應(yīng)確保測量工裝輕松通過內(nèi)圈內(nèi)孔，尺寸D2應(yīng)能使測量工裝平穩(wěn)壓在內(nèi)圈端面上。高度標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸為G1，要求其上、下表面的表面粗糙度Ra值小于0.25μm、平行度及平面度小于0.002 mm，其他尺寸及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可根據(jù)測量載荷的大小，并考慮便于裝卸等進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，應(yīng)確保測量儀器的平臺平整，墊圈兩端面平行度和平面度誤差不超過0.002 mm，最好在測量前用墊圈校驗(yàn)儀器平臺的精度。

圖2 裝配高測量原理示意圖Fig.2 Diagram of measuring principle for assembly height

選用G904或G905高度測量儀，為滿足測量范圍需求，應(yīng)選取量程較大的測量儀表。當(dāng)測量工裝底面凸出外圈小端面時(shí)，需要選擇合適的墊圈或外圈將軸承墊起來，以保證測量工裝底面與儀器平臺不接觸（圖2）。將測量工裝平穩(wěn)放入被測軸承內(nèi)圈端面上，采用G1高度標(biāo)準(zhǔn)件通過比較法測量內(nèi)圈端面至外圈凸緣上端面的距離G，通過量塊對表測量獲取h，則軸承實(shí)際裝配高H＝G-h。

3 實(shí)例分析

1）根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)測量工裝，G1公稱尺寸為40.05＋3＝43.05 mm，并按照精度要求計(jì)量檢定合格，對高度尺寸計(jì)量位置做出標(biāo)記。

2）選用 G905高度測量儀，分辨率為0.001 mm的圓形千分表，將軸承外圈作為墊圈。

3）將墊圈放在儀器平臺上，取下被測軸承的下半內(nèi)圈，將軸承擺放在墊圈上并使測量工裝與內(nèi)圈端面平穩(wěn)接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)圈1圈以上，以保證軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)處于正確的位置；對高度標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行對表，“0”位誤差對準(zhǔn)后將測量表尖抬起，緩慢移動(dòng)墊圈，當(dāng)表尖與軸承外圈凸緣邊端面中間位置對準(zhǔn)時(shí)將表尖落下，用V形定位架將墊圈定位，轉(zhuǎn)動(dòng)墊圈1周以上（軸承也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)），在儀表上讀取最大值與最小值的算術(shù)平均值作為實(shí)際偏差值。測量得實(shí)際偏差值為-0.045 mm，則實(shí)際尺寸G＝43.05-0.045＝43.005 mm。

4）測量凸緣邊厚度，用3 mm量塊放在墊圈端面上對表，“0”位誤差對準(zhǔn)后將被測軸承外圈凸緣邊朝下擺放在墊圈上，測量儀表指在凸緣邊端面的中間位置，轉(zhuǎn)動(dòng)墊圈1周以上（被測軸承外圈也轉(zhuǎn)動(dòng)），在儀表上讀取最大值與最小值的算術(shù)平均值作為凸緣邊厚度實(shí)際偏差值。測量得偏差值為-0.025 mm，則凸緣邊實(shí)際厚度h＝2.975 mm。

5）綜上，H＝G-h＝43.005-2.975＝40.030 mm，經(jīng)判定測量結(jié)果滿足（40.05±0.127）mm的技術(shù)要求，將測量結(jié)果填入質(zhì)量證明單。

4 結(jié)束語

隨著軸承技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜結(jié)構(gòu)軸承不斷出現(xiàn)，隨之增加了特殊的檢測要求，軸承專用儀器無法直接測量的情況經(jīng)常發(fā)生，文中檢測技術(shù)依靠測量工裝的多項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)了彈支雙半內(nèi)圈角接觸球軸承裝配高的測量，為其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)軸承裝配高的檢測提供了思路。需要注意的是，選用該測量方法時(shí)，應(yīng)考慮軸承結(jié)構(gòu)、測量載荷、人工加載等，結(jié)合其實(shí)用性設(shè)計(jì)適宜的測量工裝。