便攜式擋邊平行差測量儀

孫斌，孟艷艷, 2，趙景周

(1. 洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039；2. 航空精密軸承國家重點實驗室，河南 洛陽 471039)

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，作為大部分工作主機關(guān)鍵部件的軸承也進入了“低噪聲,長壽命,高可靠性”的高速轉(zhuǎn)動時代,而套圈擋邊平行差是引導(dǎo)滾子在同一徑向平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，保證軸承高速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的一項重要參數(shù)。因此，除了嚴格控制軸承套圈主要工作面(滾道)的質(zhì)量外，還應(yīng)對軸承套圈輔助工作面(如擋邊引導(dǎo)面)進行精確檢測和有效控制，以保證產(chǎn)品的綜合質(zhì)量[1-2]。

1 現(xiàn)行擋邊平行差測量儀

目前，生產(chǎn)車間廣泛使用的軸承擋邊平行差專用測量儀器如圖1所示，需要將套圈放在儀器上手動旋轉(zhuǎn)一周進行測量。具體測量步驟為：首先，將被測內(nèi)圈端面放置在儀器測量工作面上進行水平定位，并使內(nèi)圈滾道與V形支承接觸進行輔助定位；然后，調(diào)整儀表位置，使儀表測頭與內(nèi)圈擋邊接觸；最后，緩慢、勻速轉(zhuǎn)動內(nèi)圈一周，觀察并記錄儀表示值變化，最大示值與最小示值之差即為被測軸承內(nèi)圈的擋邊平行差。

圖1 現(xiàn)行擋邊平行差測量儀

雖然現(xiàn)行擋邊平行差測量儀可以準確測出擋邊平行差，但其僅適用于小型、輕型套圈。對于大型、超重型套圈(外徑大于400 mm或質(zhì)量大于20 kg的套圈)，由于產(chǎn)品自身質(zhì)量較大，搬運及旋轉(zhuǎn)測量的操作較為困難，測量期間極易產(chǎn)生磕碰傷，從而造成不良品，給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失；而且存在產(chǎn)品失控滑落的風險，危及測量人員的人身安全。因此，尋求一種新的測量手段十分必要。

2 便攜式擋邊平行差測量儀

為滿足各種尺寸范圍的軸承套圈，尤其是大型、超重型套圈擋邊平行差的測量要求，通過研究現(xiàn)行擋邊平行差測量儀的測量原理[3-5]，借鑒圓度儀的工作方式設(shè)計了一款便攜式擋邊平行差測量儀。此儀器區(qū)別于現(xiàn)行儀器的龐大與笨重，其小巧輕便性為測量過程提供了便利。

如圖2所示，擋邊平行差測量儀的底板采用了一塊200 mm×100 mm×20 mm的鋼板做底板，以對擋邊平行差測量儀進行水平定位。為提高測量精度，需對底板工作面進行超精處理，以減小底板精度對測量結(jié)果的影響。同時，為了保證端面良好定位，采用V形支承與內(nèi)圈滾道接觸進行輔助定位。

1—底板；2—伸縮支桿；3—儀表；4—V形支承；5—表架

便攜式擋邊平行差測量儀仍采用端面定位的方式進行測量，測量狀態(tài)如圖3所示。測量時先將底板寬端面與軸承端面水平接觸，并用V形支承接觸內(nèi)圈滾道進行輔助定位；然后調(diào)整伸縮支桿，使儀表測頭與被測套圈擋邊接觸，保證儀表測頭與底板垂直；最后沿擋邊緩慢勻速轉(zhuǎn)動便攜式擋邊平行差測量儀一周，觀察儀表示值變化，最大示值與最小示值之差即為被測套圈擋邊平行差。

圖3 便攜式擋邊平行差測量儀測量狀態(tài)示意圖

3 測量數(shù)據(jù)分析

為驗證便攜式擋邊平行差測量儀測量結(jié)果的準確性，進行以下試驗：取8個不同型號的軸承內(nèi)圈作為被測件，選擇3名測量人員分別使用現(xiàn)行擋邊平行差測量儀和便攜式擋邊平行差測量儀測量同一件產(chǎn)品并記錄數(shù)據(jù)。測量結(jié)果記為xij(i為測量人員序號，i=1,2,3；j為軸承編號，j=1,2,…,8)，單位為μm。

不同測量人員，使用同一臺儀器測量同一件產(chǎn)品時，測量結(jié)果如圖4所示；同一測量人員，使用不同儀器測量同一件產(chǎn)品時，測量結(jié)果如圖5所示。分析圖4，圖5的測量結(jié)果可知，無論是不同測量人員使用同一臺儀器測量同一件產(chǎn)品，還是同一測量人員使用不同的儀器測量同一件產(chǎn)品，其誤差都在0～2 μm范圍內(nèi)，且大多都在0～1 μm范圍內(nèi)。因此，可以認為便攜式擋邊測量儀可用于測量軸承套圈擋邊的平行差，且測量精度滿足要求。

圖4 不同擋邊平行差測量儀的測量結(jié)果

圖5 不同測量人員的測量結(jié)果

4 結(jié)束語

通過與現(xiàn)行擋邊平行差測量儀器測量結(jié)果的對比研究發(fā)現(xiàn)，便攜式擋邊平行差測量儀可以很好的保證測量精度與測量準確性。而且該設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,操作方便，省時省力，有效解決了大型、超重軸承套圈擋邊平行差測量難的問題，提高了測量的效率，減輕了勞動強度，在軸承行業(yè)內(nèi)極具推廣價值。