双沟轴承心轴沟心距测量方法

张敏勇

(无锡宏大纺织机械专件有限公司，江苏 无锡　214062)



双沟轴承心轴沟心距测量方法

张敏勇

(无锡宏大纺织机械专件有限公司，江苏 无锡214062)

摘要：为了提高双沟轴承心轴上沟心距的检测精度，并方便操作，介绍常用的双沟轴承沟心距绝对测量法和相对比较测量法；根据制定的检测方案并按类比原则用W023型轴承检查仪改装的测量装置进行验证。结果表明，该测量装置既做到设计简单，又降低制造成本且结构合理、量值稳定；其应用只需根据不同双沟心轴沟曲率尺寸配备相应固定测头和活动测头，且易于装配、调整。

关键词：双沟轴承；心轴；沟心距；测量装置；W023型轴承检查仪；测头

双沟轴承沟心距，即指其心轴两沟道的中心距，是其重要的精度指标，对双沟轴承的装配成套和动态性能有重要的影响[1]。在生产过程中，由于现有工序间所用检测工具功能的局限性，使沟心距的检测时常存在争议。

1检测方案的确定

一般采用绝对测量法和相对比较测量法检测沟心距[1-2]，绝对测量法是采用高精度轮廓度仪等精密检测设备对心轴沟心距进行绝对测量，常用于计量室中精密测量；而相对比较测量法是先采用心轴沟心距标准件校准量具指示表零位，之后测出心轴相对于标准件的偏差值，再计算得出心轴沟心距的实际尺寸，这种方法常常用在生产现场，作为工序间尺寸测量的方法，一般需要有专用检测量具配合使用。

目前，轴承心轴沟心距的测量基准一般采用心轴外圆和端面，分别测量出两沟位尺寸，从而间接控制沟心距；但是，由于心轴端面对外圆圆跳动和总长尺寸的影响，此法时常存在争议，也影响成套装配。因此，根据被测心轴的特点和沟心距的公差要求，按类比原则把测量基准选择为定位心轴外圆和任一沟道的方案，配套通用轴承专用测量仪，并对W023型轴承检查仪进行改装，以满足测量要求精度。

2测量仪结构和检测工具的设计

测量基准选择定位心轴外圆和任一沟道的方案，其原理[4]如图2所示。

测量应以心轴外圆为基准支承在V型块上，以固定测头为基准支承在右边的沟道上，从而限制心轴的4个自由度，用活动测头测量心轴左边沟道沟心距，旋转心轴测量两沟平行度。其中，固定测头连接在V型座上，并沿V型座的长导向槽移动，以调整固定测头左右位置；而活动测头连接测值传递杠杆一端，杠杆通过回转销轴固定在测量座上，测量指示表顶在杠杆的另一端，测量指示表和回转销轴之间有拉簧产生测量力，并由限位螺钉控制杠杆摆动的极限位置，杠杆比值取1∶1，这样换算比较方便。

设计测量平台后，在其上设置固定测头和活动测头，使测头中心正对心轴轴线；固定测头沿心轴作轴向移动，以便调整与活动测头的距离，使其满足沟心距测量所需距离；活动测头和指示表测点位置与回转销轴的距离相等，即杠杆比为1∶1；杠杆的摆动范围由限位螺钉调节，测量力由拉簧产生；这样将待测心轴外圆支承在支承钉上,一条沟道支承在固定测头上，活动测头则放于另一条沟道内,轻轻旋转心轴即可进行沟心距和两沟平行度的测量。

根据上述测量原理，按类比原则将W023型轴承检查仪改装后作为心轴沟心距测量装置，如图3所示[5]。拆下W023型轴承检查仪面板，新设计5个零件重新组装定位机构。其中，V型面板作为测量平台固定在W023型轴承检查仪底座上，测量指示表固定在其表座上，V型底座固定在V型面板上，其余零件固定在V型底座上，活动测头装于传递杠杆上。操作方法：调节改装装置的限位螺钉使活动测头平行于固定测头；调整固定测头(相对于心轴轴向)位置，使其与活动测头间距约等于沟心距；调整固定支承和外圆支承钉(相对于心轴径向)位置，使心轴轴线与W023型轴承检查仪的基座端面平行，用沟心距标准件校准量具仪表零位后测量沟心距，将测量值与标准件进行比较，判定心轴沟心距是否合格，无需再进行尺寸计算。在实际使用中，为保证沟心距，以及减小测量误差，可适当缩小沟心距公差。

3测量仪器误差分析及其影响因素

因W023型轴承检查仪的基座和测量架未变动，所以改装后的检测装置精度未降低；而以心轴外圆和任一沟道为基准测量沟心距，与原来以心轴端面和外圆定位测量沟位的方式相比，整套检测装置的定位误差影响也不大。实际上，影响测量精度的主要因素是原W023型轴承检查仪的测头传递杠杆[5]，见图4和图5。

由图5所示误差关系可得：

(1)

式中：

L1，L2——杠杆两臂长度/mm；

Δ1——实际值与理论值W理(标准件值)之差/mm；

Δ2——测量表指示值/mm；

Δ——显示值误差/mm。

当L1=L2时,Δ=0；当L1≠L2并假设为极限情况时，即L1=(51+0.1)mm，L2=(51-0.1)mm，则Δ≈±0.004Δ1。

在被测值W=(180+0.02)mm的情况下，假设：

a)标准件值W理=(180-0.02)mm时，Δ1=W-W理=0.04 mm，则Δ=±0.16 μm；

b)标准件值W理=180 mm时，Δ1=W-W理=0.02 mm，则Δ=±0.08 μm；

c)标准件值W理=(180+0.02)mm时，Δ1=W-W理=0，则Δ=0。

由此可知，当杠杆两臂不等长时，检测装置的最大示值误差仅为±0.16 μm，可忽略不计。

采用此装置测量心轴沟心距时，需注意：① 固定测头位置的调节直接影响测量准确度，在回转销轴中心与活动测头中心连线与被测心轴轴线垂直的前提下，调整固定测头位置使其与活动测头间距等于公称沟心距。② 两沟道沟径差、圆度和R轮廓度等应符合工艺要求的精度，其对沟心距测量结果影响不大；因为沟心距精度允差为毫米级时，其他指标精度允差均为微米级。

4结语

改装W023型轴承检查仪为沟心距测量装置既缩短了设计周期，又降低了制造成本，且结构合理、检测方便、量值稳定；只需根据不同双沟心轴沟曲率配备相应固定测头和活动测头，用于带有双沟道的细长轴类零件沟心距的检测，且装配、调整容易、适用性强，符合实用、方便、经济的原则。

参考文献：

[1] 埃斯曼,哈斯巴根，韦根特.滚动轴承设计与应用手册[M].武汉:华中工学院出版社,1985.

[2] 中国轴承工业协会职工教育委员会教材编审室.轴承检测技术[M].北京:机械工业出版社,1995.

[3] GB/T 307.2—2005,滚动轴承 测量和检验的原则和方法[S].

[4] 中国轴承工业协会职工教育委员会教材编审室.轴承检查工技能[M].北京:机械工业出版社,1995.

[5] 宁波市镇海佰亿计量检测仪器有限公司.W023轴承检查仪使用说明书[Z].

Measurement of the Distance of the Ditch Center of the Spindle with Double Grooved Bearing

ZHANG Minyong

(Wuxi Hongda Texparts Co.,Ltd.,Wuxi 214062,China)

Abstract:In order to improve the measuring accuracy of the distance of the ditch center of the spindle with double grooved bearing for easy access to operation.Introduction is made to the commonly-used absolute measuring methods and relative measuring methods of the distance of the ditch center of the spindle with double grooved bearing.The methods are verified with the tester of W023 type bearing according to the detection scheme and the principle of analogy.It shows that the application of the measuring device is not only of simple design, but also reduces the manufacturing cost and of reasonable structure with stable testing value.When applicated,attention should be paid to the different curvature size of the spindle with the corresponding fixed measuring probe and the movable probe.It is easy to assemble and adjust.

Key Words:double grooved bearing;spindle;distance of the ditch center;measuring device;tester of bearing W023;probing head

收稿日期：2015-07-27

作者简介：张敏勇(1975—)，男，江苏无锡人，工程师，主要从事纺织轴承产品研发工作。

中图分类号：TS103.81

文献标志码：B

文章编号：1001-9634(2016)02-0018-03