重卡轮毂关键尺寸的检测

陈亚军，郭建峰

（ 1.甘肃机电职业技术学院，甘肃天水 741000；2.中核兰铀公司，甘肃兰州 730060）

重卡轮毂关键尺寸的检测

陈亚军1，郭建峰2

（ 1.甘肃机电职业技术学院，甘肃天水 741000；2.中核兰铀公司，甘肃兰州 730060）

某重卡轮毂结构形状复杂，其中一关键尺寸采用普通量具和尺寸链计算法难以检测也无法确保测量精度。采用三坐标测量仪对其进行检测，可以精确、简便地获得目标尺寸。此测量方法可用于工业中复杂、高精工件尺寸的测量。

尺寸链；测量精度；三坐标测量仪

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.58

0 前言

某重卡轮毂使用中须承受较大冲击载荷及转矩的作用，安装在轮毂内部的两套圆锥滚子轴承极易因摩擦热过大而出现润滑不良引发的过热烧伤变形及断裂失效现象。在轮毂轴承安装使用中发现，两轴承的轴向游隙尺寸极大程度地影响着轴承的润滑及散热。因此，在重卡轮毂的生产制造过程及工作中的检修阶段，必须严格检测安装两圆锥滚子轴承所在位置的轴向游隙尺寸，进而判断轴承是否处于良好的润滑状态，否则须重新加工或修理轮毂尺寸，以确保轴承轴向游隙尺寸在合理范围。

1 影响轴承轴向游隙尺寸的因素

重卡轮毂结构如图1所示。其中A，B面两端分别安装两套起支撑和减小摩擦力作用的圆锥滚子轴承。由于圆锥滚子轴承为标准件，宽度为确定值。当H0增大时，轴向游隙尺寸减小，轴承易因润滑不良出现烧伤变形及失效；反之，若H0减小，轴向游隙尺寸则会增大，轴承润滑条件将会提升，但此时轮毂所受载荷将会增大且其内部随着空间的减小散热条件也将变差。所以，为综合考虑轴承润滑条件和轮毂散热及受力状况，必须严格精确控制H0尺寸。

图1 重卡轮毂结构

2 利用尺寸链法求解H0的设计尺寸

尺寸链分析是保证机器装配质量的重要方法，在制订机械加工工艺过程和保证装配精度中都起着很重要的作用。在零件加工或机器装配过程中，封闭环尺寸具体的算法为：

（1）封闭环的基本尺寸=各增环基本尺寸之和-各减环的基本尺寸之和，见式（1）。

式中：A0为封闭环的基本尺寸；为增环的基本尺寸；为减环的基本尺寸；m为增环的数目；n为包含封闭环在内的总环数。

（2）封闭环的上偏差=各增环的上偏差之和-各减环的下偏差之和，见式（2）。

（3）封闭环的下偏差=各增环的下偏差之和-各减环的上偏差之和。

（4）封闭环的公差等于各组成环的公差之和，亦等于封闭环的上偏差减去封闭环的下偏差。

由图1知，H1，H4和H总组成一尺寸链，如图2所示。当H1和H4被测知后，H总的计算见式（5）。

同时，H2，H0，H3和H总也组成一封闭尺寸链，如图3所示。当H2，H3，H总的尺寸确定后，封闭环H0的计算见式（6）。

根据设计尺寸，采用以上方法可以计算出H0的尺寸范围，指导生产设计和检修工作，确保轴承合理的轴向游隙尺寸及轮毂的散热条件。

3 利用三坐标测量仪测量H0

选 用 ZEISS公 司CONTURA G3三坐标测量仪，测量精度0.0001 mm。该设备在产品测绘过程中，往往不能在同一坐标系将产品的几何数据一次测出。原因一是产品尺寸超出测量机的行程，二是测量探头不能触及产品的反面。本重卡轮毂受自身结构形状及测量行程和探头尺寸的影响，无法直接测得H0，故采用间接测量的方法计算H0。具体步骤是：

图2 H总的封闭尺寸链

（1）先测量H2尺寸。对三坐标仪完成坐标尺寸设定后，将轮毂置于工作台上，先后测得多个H2尺寸，然后求其平均值。

图3 H0的封闭尺寸链

（2）分别测出H1，H3，H4。将轮毂反转后置于工作台上，先后多次测量H1，H3，H4，然后带入式（7）求其平均值。

（3）计算H0的间接测量尺寸H0，H=（H1+H4）-（H2+H3），将计算值H0与设计值H0比较：若H0+H0EI＜H′0＜H0＜H0ES，轮毂上H0的间接测量尺寸H0大小合理，满足轴承轴向游隙需求及轮毂散热所需。否则，需重新修配。

4 结语

为检测重卡轮毂上的关键尺寸，特选用三坐标测量仪进行检测。此方法检测精度高，运算量小，设备操作简单快捷，适用于复杂且精度要求较高的工件重要尺寸的加工与检测。

［1］张松林.最新轴承安装手册［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［2］徐振高，蒋向前.互换性与测量技术［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［3］荆长生，机械制造工艺学［M］.西安：西北工业大学出版社，1997.

U463.343

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〔编辑 李 波〕