大型薄壁轴承滚道参数检测方法优化

张鹏涛，王 清，孟艳艳, ，李 雅

（1. 洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471039；2. 航空精密轴承国家重点实验室，河南 洛阳 471039）

1 前言

轴承成品的质量，一方面取决于其零部件的质量，另一方面也与装配质量有着密切关系。所以，要生产出高质量的轴承产品，零部件的质量不容忽视。

薄壁轴承套圈具有硬度高、壁薄、刚性低、易变形、加工质量难以保证等特征，同时又要求具备高的尺寸精度和表面质量，使得其加工和检测成为轴承制造领域一个亟待攻克的技术难题[1-4]。一方面需要高精度的机床保证套圈的加工精度，另一方面又需要具备相应检测能力的仪器来检验产品质量的符合性。

对于外径≥300mm 的大型轴承，多采用测量尺和组合标准件相结合的检测方法进行套圈内、外滚道尺寸参数的综合检测，但是测量尺的测量精度有限，有时无法满足产品精度要求。

基于现有机械式轴承测量仪器的测量原理，设计并定制内、外滚道标准件，为大型薄壁轴承大批量加工提供了更为优化的检测方法，有效地控制了套圈滚道的加工过程，使轴承套圈尺寸参数测量精度与效率得到了提升，有力地保证了大型薄壁轴承套圈成品的合套率。同时，提高了生产效率，降低了能源消耗及工装损耗，为企业降低了生产成本。

2 大型薄壁轴承套圈滚道尺寸检测 方法

2.1 现行滚道尺寸参数测量方法

测量尺测量内、外滚道参数的测量状态如图1 和图 2 所示。

图1 外滚道测量示意图

图2 内滚道测量示意图

测量时，以套圈的窄端面为基准进行检测，而加工基准是套圈的宽端面，测量基准与加工基准的不一致性，使得滚道直径的测量受端面加工误差的影响，而不能得到真实的滚道直径尺寸，进而不能有效指导后续加工过程的误差调整。

同时，组合标准件的精度为±0.03mm，对于一些高精密的轴承无法满足测量精度要求，需要寻求一种更为精准的测量方式。

2.2 优化后滚道尺寸参数测量方法

考虑到 2.1 的测量弊端，根据大型薄壁轴承产品图和标准量具设计准则，为被测薄壁套圈设计专用的外滚道尺寸测量标准件。在外滚道检测仪器 D713B 上实现了外滚道参数测量基准和加工基准的一致性，减小了外滚道直径参数和角度的测量误差，其对表测量状态如图 3 所示。

图3 外滚道标准件对零位示意图

根据大型薄壁轴承产品图和标准量具设计准则，设计了专用的内滚道尺寸测量标准件。在内滚道检测仪器 M789 上实现了内滚道参数测量基准和加工基准的一致性，减小了内滚道直径参数和角度的测量误差，其对表测量状态如图 4 所示。

图4 内滚道标准件测量示意图

专用滚道标准件的设计和使用为精确指导滚道后续加工提供了可靠的调整依据。

3 试验研究

以 L555249 薄壁圆锥滚子轴承作为研究对象，该轴承属于英制系列非标产品，该系列产品套圈结构具有壁薄且高度低的特点，属于超轻、超窄系列产品的范畴。分别使用 2.1 和 2.2中内、外圈滚道尺寸参数测量方法检测控制加工的轴承零件，对零件装配后的成品合套率进行研究。

当年一季度由 2.1 现行方法得到的成品合套率和同年二季度由 2.2 优化方法得到的成品合套率的统计结果如图 5 所示。

图5 成品合套率

从图 5 的数据可以看到套圈成品的合套率由现行的 71.5% 提高到了优化后的 99% 以上，表明优化后的测量方法可以有效地监控大型薄壁圆锥滚子内、外圈滚道的成品尺寸，提高内、外圈的互换性，从而有效保证成品的合套率。

4 结束语

通过研究与分析现行的大型薄壁轴承套圈尺寸参数测量方法的弊端，优化了内、外滚道测量方法，设计定制内、外滚道标准件，替代测量尺测量滚道参数。实现了测量基准和加工基准的一致性，消除了因端面制造误差带来的滚道尺寸测量误差。很好地控制了轴承套圈的质量，最终提高了轴承零件的装配质量与合套率。