關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)

摘要：文章論述了軸承行業(yè)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑的幾種測(cè)量方法及存在的弊端，介紹了自制關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖說(shuō)明了其工作原理。

關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)軸承；測(cè)量弊端；浮動(dòng)工作臺(tái)；測(cè)量?jī)x；誤差分析

中圖分類號(hào)：TH711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）09-0001-02

關(guān)節(jié)軸承主要是由一個(gè)帶外球面的內(nèi)圈和一個(gè)帶有內(nèi)球面的外圈組成的一對(duì)滑動(dòng)摩擦副，可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承軸與外徑安裝孔不同心時(shí)，仍能正常工作。

1 產(chǎn)品技術(shù)要求

關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑尺寸及精度合格與否，直接影響關(guān)節(jié)軸承的裝配質(zhì)量，甚至影響關(guān)節(jié)軸承的壽命，因而對(duì)其內(nèi)圈外球面直徑尺寸及精度有較高的要示。圖1為一典型關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面磨加工工序技術(shù)要求。外球面除要求滿足一定的球徑尺寸SΦ外，還要求控制球直徑變動(dòng)量、圓度誤差及外球面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)量符合要求。

2 測(cè)量現(xiàn)狀分析

目前軸承行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球徑尺寸及球直徑變動(dòng)量大致有下列幾方法：采用萬(wàn)能量具如外徑千分尺測(cè)量；采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)x如D913或D914測(cè)量；采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量，但采用這些測(cè)量方法都存在相應(yīng)的弊端。

采用外徑千分尺測(cè)量時(shí)，由于外徑千分尺測(cè)量精度不夠，加之存在人為因素，滿足不了精確到0.001mm測(cè)量要求，而且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)不方便。

采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量時(shí)，由于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面有油槽存在，一般把儀器測(cè)點(diǎn)調(diào)成二低一高形式，采用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整比對(duì)測(cè)量，如圖2所示。這樣調(diào)整存在的弊端如圖3所示：隨著外徑的增大（或減?。兹χ行脑谌鐖D所示的aa線上移動(dòng)，即所測(cè)為弦長(zhǎng)值而不是直徑值；而且該方法測(cè)量點(diǎn)不是直接通過(guò)球心，即非法線測(cè)量，此時(shí)儀表上所反映的數(shù)值與球徑的數(shù)值不線性比例增長(zhǎng)（或減小），因而不能真實(shí)反映球徑的數(shù)值及球徑變動(dòng)量。對(duì)于沒(méi)有油槽存在的內(nèi)圈，一般把測(cè)量點(diǎn)和支點(diǎn)調(diào)整在球中心截面上，但由于存在寬度誤差，其測(cè)量點(diǎn)也不一定通過(guò)球中心，也即所測(cè)量的值也是弦長(zhǎng)而不是直徑值。并且采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量外球徑時(shí)最大的弊端是只能測(cè)量一個(gè)截面而不是測(cè)量任意截面的球直徑及球直徑變動(dòng)值。

圖2 圖3

采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量時(shí)，由于三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀一般安裝在計(jì)量室，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)快速簡(jiǎn)易測(cè)量要求，一般利用其制作標(biāo)準(zhǔn)件而不是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工具。

3 測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理

為了達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)球心；為了達(dá)到測(cè)量任意截面球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)或工件兩者之一必須能任意角度旋轉(zhuǎn)；為了克服球徑大小不影響測(cè)量準(zhǔn)確度的目的，需讓工件浮動(dòng)，使測(cè)量點(diǎn)恒經(jīng)過(guò)球心。為了達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)的測(cè)量原理如圖4

所示。

圖4

4 測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)圖4所示的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x如圖5

所示。

圖5

儀器主要由以下幾部分組成：浮動(dòng)支承機(jī)構(gòu)（上滑板、下固定板、鋼球、保持架、蓋板等）；上下調(diào)整機(jī)構(gòu)（固定軸、調(diào)整絲桿、滾花螺母等）；測(cè)量系統(tǒng)（指示儀表、調(diào)整支點(diǎn)、指示儀表固定座等）；定位圓臺(tái)；底座等組成。

被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面通過(guò)圓臺(tái)錐面定位，定位圓臺(tái)可以在上滑板X軸方向調(diào)整，保證關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心在X軸方向與測(cè)量系統(tǒng)中心（指示儀表與調(diào)整連線）在同一直線上；通過(guò)調(diào)整調(diào)整絲桿可使下固定板、上滑板、定位圓臺(tái)及被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈一起上下移動(dòng)，保證在Y軸方向上被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心與測(cè)量系統(tǒng)中心處在同一直線上。通過(guò)這樣的調(diào)整，保證指示儀表所測(cè)得的值為球徑值。

5 誤差分析

本儀器用內(nèi)圈外球面定位，所以當(dāng)用球徑標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好儀器后，對(duì)于球徑大小不同的被測(cè)內(nèi)圈時(shí)，測(cè)量點(diǎn)不一定通過(guò)球中心線，如圖6為當(dāng)Sφ1至Sφ2變動(dòng)時(shí)，球心上升b值的高度，從圖中直角三角形直角邊與斜邊的關(guān)系要知，實(shí)測(cè)的球徑值與Sφ2相差很小，其計(jì)算公式如下：Sφ2-，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面為例，其球徑要求是Sφ81+0 -0.02mm，設(shè)計(jì)的定位圓臺(tái)內(nèi)徑a為φ40mm，若以Sφ81-0.02mm調(diào)整好儀器后，測(cè)量球徑尺寸Sφ81mm，此時(shí)測(cè)量誤差為Sφ2-=2-=-4×10-6mm，這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。

圖6 圖7

再者，本儀器受制造誤差影響也將影響其測(cè)量誤差。如圖7，V形槽存在X軸方向的加工誤差，將使工件偏離所調(diào)整的中心位置，假設(shè)V形槽在X軸方向有0.02mm偏離時(shí)，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承GE60ES.02外球面為例，此時(shí)測(cè)量誤差為81-2×=81-80.9999=1×

10-4mm。這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。當(dāng)V形槽存在Y軸方向的加工誤差，其計(jì)算相似。

通過(guò)分析計(jì)算，本儀器可滿足測(cè)量外球徑及變動(dòng)量的目的。實(shí)際比對(duì)測(cè)量效果也進(jìn)一步了本測(cè)量?jī)x的精度準(zhǔn)確性。表一為采用本測(cè)量?jī)x與采用阿貝測(cè)量?jī)x測(cè)量10個(gè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面測(cè)量的數(shù)據(jù)比較。

從表一的數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)量結(jié)果變化在0.001mm以內(nèi)，說(shuō)明該測(cè)量?jī)x滿足測(cè)量要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)量?jī)x可方便、準(zhǔn)確測(cè)量，滿足大批量生產(chǎn)的要求。本測(cè)量?jī)x已成功大批制造，在公司內(nèi)部工序、外協(xié)驗(yàn)收、終檢上大量應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：陳溪源（1971—），男，福建漳州人，福建龍溪軸承（集團(tuán)）股份有限公司工程師，研究方向：關(guān)節(jié)軸承檢測(cè)技術(shù)及工裝設(shè)計(jì)。

摘要：文章論述了軸承行業(yè)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑的幾種測(cè)量方法及存在的弊端，介紹了自制關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖說(shuō)明了其工作原理。

關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)軸承；測(cè)量弊端；浮動(dòng)工作臺(tái)；測(cè)量?jī)x；誤差分析

中圖分類號(hào)：TH711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）09-0001-02

關(guān)節(jié)軸承主要是由一個(gè)帶外球面的內(nèi)圈和一個(gè)帶有內(nèi)球面的外圈組成的一對(duì)滑動(dòng)摩擦副，可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承軸與外徑安裝孔不同心時(shí)，仍能正常工作。

1 產(chǎn)品技術(shù)要求

關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑尺寸及精度合格與否，直接影響關(guān)節(jié)軸承的裝配質(zhì)量，甚至影響關(guān)節(jié)軸承的壽命，因而對(duì)其內(nèi)圈外球面直徑尺寸及精度有較高的要示。圖1為一典型關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面磨加工工序技術(shù)要求。外球面除要求滿足一定的球徑尺寸SΦ外，還要求控制球直徑變動(dòng)量、圓度誤差及外球面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)量符合要求。

2 測(cè)量現(xiàn)狀分析

目前軸承行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球徑尺寸及球直徑變動(dòng)量大致有下列幾方法：采用萬(wàn)能量具如外徑千分尺測(cè)量；采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)x如D913或D914測(cè)量；采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量，但采用這些測(cè)量方法都存在相應(yīng)的弊端。

采用外徑千分尺測(cè)量時(shí)，由于外徑千分尺測(cè)量精度不夠，加之存在人為因素，滿足不了精確到0.001mm測(cè)量要求，而且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)不方便。

采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量時(shí)，由于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面有油槽存在，一般把儀器測(cè)點(diǎn)調(diào)成二低一高形式，采用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整比對(duì)測(cè)量，如圖2所示。這樣調(diào)整存在的弊端如圖3所示：隨著外徑的增大（或減?。兹χ行脑谌鐖D所示的aa線上移動(dòng)，即所測(cè)為弦長(zhǎng)值而不是直徑值；而且該方法測(cè)量點(diǎn)不是直接通過(guò)球心，即非法線測(cè)量，此時(shí)儀表上所反映的數(shù)值與球徑的數(shù)值不線性比例增長(zhǎng)（或減小），因而不能真實(shí)反映球徑的數(shù)值及球徑變動(dòng)量。對(duì)于沒(méi)有油槽存在的內(nèi)圈，一般把測(cè)量點(diǎn)和支點(diǎn)調(diào)整在球中心截面上，但由于存在寬度誤差，其測(cè)量點(diǎn)也不一定通過(guò)球中心，也即所測(cè)量的值也是弦長(zhǎng)而不是直徑值。并且采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量外球徑時(shí)最大的弊端是只能測(cè)量一個(gè)截面而不是測(cè)量任意截面的球直徑及球直徑變動(dòng)值。

圖2 圖3

采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量時(shí)，由于三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀一般安裝在計(jì)量室，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)快速簡(jiǎn)易測(cè)量要求，一般利用其制作標(biāo)準(zhǔn)件而不是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工具。

3 測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理

為了達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)球心；為了達(dá)到測(cè)量任意截面球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)或工件兩者之一必須能任意角度旋轉(zhuǎn)；為了克服球徑大小不影響測(cè)量準(zhǔn)確度的目的，需讓工件浮動(dòng)，使測(cè)量點(diǎn)恒經(jīng)過(guò)球心。為了達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)的測(cè)量原理如圖4

所示。

圖4

4 測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)圖4所示的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x如圖5

所示。

圖5

儀器主要由以下幾部分組成：浮動(dòng)支承機(jī)構(gòu)（上滑板、下固定板、鋼球、保持架、蓋板等）；上下調(diào)整機(jī)構(gòu)（固定軸、調(diào)整絲桿、滾花螺母等）；測(cè)量系統(tǒng)（指示儀表、調(diào)整支點(diǎn)、指示儀表固定座等）；定位圓臺(tái)；底座等組成。

被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面通過(guò)圓臺(tái)錐面定位，定位圓臺(tái)可以在上滑板X軸方向調(diào)整，保證關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心在X軸方向與測(cè)量系統(tǒng)中心（指示儀表與調(diào)整連線）在同一直線上；通過(guò)調(diào)整調(diào)整絲桿可使下固定板、上滑板、定位圓臺(tái)及被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈一起上下移動(dòng)，保證在Y軸方向上被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心與測(cè)量系統(tǒng)中心處在同一直線上。通過(guò)這樣的調(diào)整，保證指示儀表所測(cè)得的值為球徑值。

5 誤差分析

本儀器用內(nèi)圈外球面定位，所以當(dāng)用球徑標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好儀器后，對(duì)于球徑大小不同的被測(cè)內(nèi)圈時(shí)，測(cè)量點(diǎn)不一定通過(guò)球中心線，如圖6為當(dāng)Sφ1至Sφ2變動(dòng)時(shí)，球心上升b值的高度，從圖中直角三角形直角邊與斜邊的關(guān)系要知，實(shí)測(cè)的球徑值與Sφ2相差很小，其計(jì)算公式如下：Sφ2-，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面為例，其球徑要求是Sφ81+0 -0.02mm，設(shè)計(jì)的定位圓臺(tái)內(nèi)徑a為φ40mm，若以Sφ81-0.02mm調(diào)整好儀器后，測(cè)量球徑尺寸Sφ81mm，此時(shí)測(cè)量誤差為Sφ2-=2-=-4×10-6mm，這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。

圖6 圖7

再者，本儀器受制造誤差影響也將影響其測(cè)量誤差。如圖7，V形槽存在X軸方向的加工誤差，將使工件偏離所調(diào)整的中心位置，假設(shè)V形槽在X軸方向有0.02mm偏離時(shí)，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承GE60ES.02外球面為例，此時(shí)測(cè)量誤差為81-2×=81-80.9999=1×

10-4mm。這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。當(dāng)V形槽存在Y軸方向的加工誤差，其計(jì)算相似。

通過(guò)分析計(jì)算，本儀器可滿足測(cè)量外球徑及變動(dòng)量的目的。實(shí)際比對(duì)測(cè)量效果也進(jìn)一步了本測(cè)量?jī)x的精度準(zhǔn)確性。表一為采用本測(cè)量?jī)x與采用阿貝測(cè)量?jī)x測(cè)量10個(gè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面測(cè)量的數(shù)據(jù)比較。

從表一的數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)量結(jié)果變化在0.001mm以內(nèi)，說(shuō)明該測(cè)量?jī)x滿足測(cè)量要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)量?jī)x可方便、準(zhǔn)確測(cè)量，滿足大批量生產(chǎn)的要求。本測(cè)量?jī)x已成功大批制造，在公司內(nèi)部工序、外協(xié)驗(yàn)收、終檢上大量應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：陳溪源（1971—），男，福建漳州人，福建龍溪軸承（集團(tuán)）股份有限公司工程師，研究方向：關(guān)節(jié)軸承檢測(cè)技術(shù)及工裝設(shè)計(jì)。

摘要：文章論述了軸承行業(yè)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑的幾種測(cè)量方法及存在的弊端，介紹了自制關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖說(shuō)明了其工作原理。

關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)軸承；測(cè)量弊端；浮動(dòng)工作臺(tái)；測(cè)量?jī)x；誤差分析

中圖分類號(hào)：TH711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）09-0001-02

關(guān)節(jié)軸承主要是由一個(gè)帶外球面的內(nèi)圈和一個(gè)帶有內(nèi)球面的外圈組成的一對(duì)滑動(dòng)摩擦副，可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承軸與外徑安裝孔不同心時(shí)，仍能正常工作。

1 產(chǎn)品技術(shù)要求

關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面球徑尺寸及精度合格與否，直接影響關(guān)節(jié)軸承的裝配質(zhì)量，甚至影響關(guān)節(jié)軸承的壽命，因而對(duì)其內(nèi)圈外球面直徑尺寸及精度有較高的要示。圖1為一典型關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面磨加工工序技術(shù)要求。外球面除要求滿足一定的球徑尺寸SΦ外，還要求控制球直徑變動(dòng)量、圓度誤差及外球面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)量符合要求。

2 測(cè)量現(xiàn)狀分析

目前軸承行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球徑尺寸及球直徑變動(dòng)量大致有下列幾方法：采用萬(wàn)能量具如外徑千分尺測(cè)量；采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)x如D913或D914測(cè)量；采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量，但采用這些測(cè)量方法都存在相應(yīng)的弊端。

采用外徑千分尺測(cè)量時(shí)，由于外徑千分尺測(cè)量精度不夠，加之存在人為因素，滿足不了精確到0.001mm測(cè)量要求，而且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)不方便。

采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量時(shí)，由于關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面有油槽存在，一般把儀器測(cè)點(diǎn)調(diào)成二低一高形式，采用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整比對(duì)測(cè)量，如圖2所示。這樣調(diào)整存在的弊端如圖3所示：隨著外徑的增大（或減?。兹χ行脑谌鐖D所示的aa線上移動(dòng)，即所測(cè)為弦長(zhǎng)值而不是直徑值；而且該方法測(cè)量點(diǎn)不是直接通過(guò)球心，即非法線測(cè)量，此時(shí)儀表上所反映的數(shù)值與球徑的數(shù)值不線性比例增長(zhǎng)（或減?。?，因而不能真實(shí)反映球徑的數(shù)值及球徑變動(dòng)量。對(duì)于沒(méi)有油槽存在的內(nèi)圈，一般把測(cè)量點(diǎn)和支點(diǎn)調(diào)整在球中心截面上，但由于存在寬度誤差，其測(cè)量點(diǎn)也不一定通過(guò)球中心，也即所測(cè)量的值也是弦長(zhǎng)而不是直徑值。并且采用軸承專用外徑測(cè)量?jī)xD913或D914測(cè)量外球徑時(shí)最大的弊端是只能測(cè)量一個(gè)截面而不是測(cè)量任意截面的球直徑及球直徑變動(dòng)值。

圖2 圖3

采用三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀測(cè)量時(shí)，由于三坐標(biāo)機(jī)或測(cè)量長(zhǎng)儀一般安裝在計(jì)量室，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)快速簡(jiǎn)易測(cè)量要求，一般利用其制作標(biāo)準(zhǔn)件而不是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工具。

3 測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理

為了達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)球心；為了達(dá)到測(cè)量任意截面球徑的目的，測(cè)量點(diǎn)或工件兩者之一必須能任意角度旋轉(zhuǎn)；為了克服球徑大小不影響測(cè)量準(zhǔn)確度的目的，需讓工件浮動(dòng)，使測(cè)量點(diǎn)恒經(jīng)過(guò)球心。為了達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)的測(cè)量原理如圖4

所示。

圖4

4 測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)圖4所示的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x如圖5

所示。

圖5

儀器主要由以下幾部分組成：浮動(dòng)支承機(jī)構(gòu)（上滑板、下固定板、鋼球、保持架、蓋板等）；上下調(diào)整機(jī)構(gòu)（固定軸、調(diào)整絲桿、滾花螺母等）；測(cè)量系統(tǒng)（指示儀表、調(diào)整支點(diǎn)、指示儀表固定座等）；定位圓臺(tái)；底座等組成。

被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面通過(guò)圓臺(tái)錐面定位，定位圓臺(tái)可以在上滑板X軸方向調(diào)整，保證關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心在X軸方向與測(cè)量系統(tǒng)中心（指示儀表與調(diào)整連線）在同一直線上；通過(guò)調(diào)整調(diào)整絲桿可使下固定板、上滑板、定位圓臺(tái)及被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈一起上下移動(dòng)，保證在Y軸方向上被測(cè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈球中心與測(cè)量系統(tǒng)中心處在同一直線上。通過(guò)這樣的調(diào)整，保證指示儀表所測(cè)得的值為球徑值。

5 誤差分析

本儀器用內(nèi)圈外球面定位，所以當(dāng)用球徑標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好儀器后，對(duì)于球徑大小不同的被測(cè)內(nèi)圈時(shí)，測(cè)量點(diǎn)不一定通過(guò)球中心線，如圖6為當(dāng)Sφ1至Sφ2變動(dòng)時(shí)，球心上升b值的高度，從圖中直角三角形直角邊與斜邊的關(guān)系要知，實(shí)測(cè)的球徑值與Sφ2相差很小，其計(jì)算公式如下：Sφ2-，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面為例，其球徑要求是Sφ81+0 -0.02mm，設(shè)計(jì)的定位圓臺(tái)內(nèi)徑a為φ40mm，若以Sφ81-0.02mm調(diào)整好儀器后，測(cè)量球徑尺寸Sφ81mm，此時(shí)測(cè)量誤差為Sφ2-=2-=-4×10-6mm，這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。

圖6 圖7

再者，本儀器受制造誤差影響也將影響其測(cè)量誤差。如圖7，V形槽存在X軸方向的加工誤差，將使工件偏離所調(diào)整的中心位置，假設(shè)V形槽在X軸方向有0.02mm偏離時(shí)，以測(cè)量關(guān)節(jié)軸承GE60ES.02外球面為例，此時(shí)測(cè)量誤差為81-2×=81-80.9999=1×

10-4mm。這個(gè)數(shù)值很小，可以忽略。當(dāng)V形槽存在Y軸方向的加工誤差，其計(jì)算相似。

通過(guò)分析計(jì)算，本儀器可滿足測(cè)量外球徑及變動(dòng)量的目的。實(shí)際比對(duì)測(cè)量效果也進(jìn)一步了本測(cè)量?jī)x的精度準(zhǔn)確性。表一為采用本測(cè)量?jī)x與采用阿貝測(cè)量?jī)x測(cè)量10個(gè)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈GE60ES.02外球面測(cè)量的數(shù)據(jù)比較。

從表一的數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)量結(jié)果變化在0.001mm以內(nèi)，說(shuō)明該測(cè)量?jī)x滿足測(cè)量要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)量?jī)x可方便、準(zhǔn)確測(cè)量，滿足大批量生產(chǎn)的要求。本測(cè)量?jī)x已成功大批制造，在公司內(nèi)部工序、外協(xié)驗(yàn)收、終檢上大量應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：陳溪源（1971—），男，福建漳州人，福建龍溪軸承（集團(tuán)）股份有限公司工程師，研究方向：關(guān)節(jié)軸承檢測(cè)技術(shù)及工裝設(shè)計(jì)。