軸承窄擋邊負(fù)背角的一種快速測(cè)量方法

金文勝，王旭剛，林愛(ài)，劉燕

（中國(guó)航發(fā)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量管理部，哈爾濱 150027）

1 研究背景

某型圓柱滾子軸承的套圈如圖1所示，其擋邊非常窄（最大寬度僅2 mm）且擋邊負(fù)背角α小于2°（公差為 ±5′～±30′），采用常規(guī)的輪廓儀或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量時(shí)測(cè)頭會(huì)撞到滾道，無(wú)法直接獲取負(fù)背角的測(cè)量結(jié)果，而負(fù)背角的準(zhǔn)確測(cè)量影響著滾子裝配時(shí)的定位準(zhǔn)確與否。因此，針對(duì)窄擋邊負(fù)背角的批量快速測(cè)量需求，提出了一種新的測(cè)量方法。

圖1 圓柱滾子軸承套圈示意圖Fig.1 Diagram of rings of cylindrical roller bearing

2 測(cè)量方法

如圖2所示，要測(cè)量負(fù)背角α，就必須得到窄擋邊從點(diǎn)A到點(diǎn)B的水平距離L和垂直距離H，從而間接計(jì)算獲得負(fù)背角α。

圖2 測(cè)量原理示意圖Fig.2 Diagram of measuring principle

根據(jù)上述測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了一套利用量塊、平板、正弦尺、磁力表架和千分表進(jìn)行窄擋邊負(fù)背角測(cè)量的方案，如圖3所示。

圖3 測(cè)量方法示意圖Fig.3 Diagram of measuring method

具體測(cè)量步驟為：1）去掉被測(cè)工件表面上的毛刺并用綢布清理被測(cè)表面上的灰塵，將被測(cè)工件放在平臺(tái)上合溫，等待測(cè)量；2）將正弦尺放在平板上，再將被測(cè)工件平放在正弦尺上，在被測(cè)工件的最大直徑方向上加一塊小于擋邊寬度的量塊，然后將千分表放在磁力表架上，使表尖位于擋邊邊緣，讀出其在A點(diǎn)的示值；3）拿掉放在被測(cè)工件最大直徑方向的量塊，用手推動(dòng)被測(cè)工件，使其沿被測(cè)工件最大直徑方向靠到正弦尺的擋板上，讀出其在B點(diǎn)的示值；4）用A點(diǎn)的示值減去B點(diǎn)的示值即為擋邊在去掉量塊時(shí)所下降的垂直高度H，而表尖從A點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離L即量塊的高度，從而得到窄擋邊的負(fù)位角α＝arctan（H／L）。

3 不確定度分析

4 實(shí)例驗(yàn)證

由于目前還沒(méi)有直接測(cè)量圓柱滾子軸承套圈窄擋邊小角度負(fù)背角的方法，因此分別加工了3個(gè)不帶擋邊的套圈（圖4），套圈的一個(gè)端面加工成斜平面，通過(guò)測(cè)量套圈2個(gè)端面所成的角度間接獲得負(fù)背角，通過(guò)與三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證上述方法的正確性。

圖4 被測(cè)工件示意圖Fig.4 Diagram of measured piece

3組測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1，其中對(duì)樣件公差滿足25′±20′的工件進(jìn)行了測(cè)量不確定度分析。

表1 測(cè)量結(jié)果Tab.1 Measuring result

采用En值方法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，測(cè)量審核滿意度判定為

式中：R為文中方法給出的測(cè)量值，R＝32′；R0為三坐標(biāo)給出的參考值，R0＝33′。計(jì)算得 En＝0.67≤1，判定為滿意，說(shuō)明該方法滿足所申請(qǐng)的檢測(cè)能力驗(yàn)證。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)創(chuàng)新測(cè)量手段，采用非常規(guī)的方法解決了軸承窄擋邊小角度負(fù)背角在線快速測(cè)量的需求，測(cè)量擋邊小于2 mm，角度小于1°的軸承套圈負(fù)背角時(shí)，測(cè)量不確定度為1′13″，能夠滿足測(cè)量公差±5′的測(cè)量需求，并通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證，證明該方法準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速，便于推廣。