用輪廓儀測量軸承套圈溝位置

王旭剛，劉英華，金文勝

（哈爾濱軸承集團公司軸承實驗中心，哈爾濱150036）

1 前言

觸針式輪廓儀在機械行業(yè)中尤其是軸承行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，主要用于測量工件的粗糙度、直線度、溝曲率、溝型誤差、圓心距等參數(shù)。但是，目前對輪廓儀的使用只停留在初級水平上，沒有充分發(fā)揮輪廓儀強大的數(shù)據(jù)分析功能。若與一些附件相結(jié)合，可以拓展輪廓儀的測量功能，為實際測量工作帶來方便。

2 軸承套圈溝位置的測量

軸承溝位置的測量一直沿用傳統(tǒng)的測量方法，全溝軸承的溝位置是在D012或D022等專用儀器上，用翻幅法測得溝位置的偏差值。角接觸球軸承的溝位置，是利用相應(yīng)的曲率球在立式測長儀上間接測量出套圈溝位置的實際值。但是，隨著新型軸承的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)方法已不能滿足實際測量需要，急需找到一種測量軸承套圈溝位置的新的測量方法。針對上述情況，研究出用輪廓儀測量套圈溝位置的方法。此次所講述的方法，是上一篇《用Taylor輪廓儀巧測軸承溝位置》（見《哈爾濱軸承》2005年第1期）的續(xù)篇，對原有方法進行了完善，并增加了新方法。

2.1 測量原理

由輪廓儀一次測量出鋼球或圓柱滾子的輪廓以及軸承外圈或內(nèi)圈的輪廓，利用輪廓儀驅(qū)動箱高精度定位功能，使輪廓儀具有了兩維坐標(biāo)測量分析能力。利用輪廓儀測量軸承滾道溝位置的方法主要有以下四種方法：滾子法、鋼球法、旋轉(zhuǎn)法、全溝套圈法。

2.2 測量方法

2.2.1 滾子法

以角接觸球軸承雙半內(nèi)圈滾道為例，因其滾道為半溝形狀，且溝曲率圓心在套圈小端端面外側(cè)。按常規(guī)方法測量溝位置較困難。然而，用輪廓儀就可以很好地解決這個問題。

先將已知半徑為r滾子的和被測套圈按圖1所示位置安裝固定，由輪廓儀測量出滾子外徑的輪廓及套圈溝道的輪廓，利用輪廓儀坐標(biāo)分析，得到滾子圓心O1與滾道曲率圓心O2在X方向坐標(biāo)x1、x2，則：滾子圓心O1與滾道圓心O2水平距離為：

溝位置的計算公式為：

圖1 滾子法測量溝位置示意圖

2.2.2 鋼球法

當(dāng)被測量的套圈的尺寸相對較小時，其端面尺寸相應(yīng)也較小，滾子難于固定到端面上。這種情況下，采用半徑為r鋼球的鋼球作為測量附件，再加上一塊尺寸為h的量塊，增加滾子與端面的接觸面積。按圖2中所示，將被測套圈、鋼球和量塊安裝在一起。由輪廓儀測量分析得到鋼球的圓心O1與溝道的圓心O2在X方向坐標(biāo)x1、x2，則鋼球的圓心O1與溝道的圓心O2距離為：

溝位置為：

圖2 鋼球法測量溝位置示意圖

2.2.3 旋轉(zhuǎn)法

此方法不需要用鋼球和滾子作為測量附件。測量時，按圖3所示，先將被測套圈傾斜β度角，由輪廓儀測量出套圈溝道及端面母線的輪廓。借助測量分析軟件，將測量出的輪廓線旋轉(zhuǎn)到垂直狀態(tài)，得到鋼球的圓心O1與溝道的圓心O2在X方向坐標(biāo)x1、x2，則被測套圈滾道溝位置應(yīng)為：

圖3 旋轉(zhuǎn)法測量溝位置示意圖

2.2.4 全溝套圈法

此方法是用一個已知溝位置為c2的全溝套圈作為附件，得出待測套圈的溝位置。按照圖4所示，將套圈安裝好。由輪廓儀測量出兩個套圈的溝道輪廓，借助測量分析軟件，得到兩套圈溝道曲率中心在X軸方向坐標(biāo)x1、x2，則兩套圈溝道的圓心距離為：

右側(cè)套圈的溝位置c2為已知，則未知套圈的溝位置為：

圖4 全溝套圈法測量溝位置示意圖

3 測量注意事項

為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，再用輪廓儀測量溝位置時要注意以下幾點：

⑴首先做好測量準(zhǔn)備工作，如端面去毛刺，恒溫等。

⑵所選的滾子的圓度要小于1μm，直線度要小于3μm，測量時要使?jié)L子保持水平狀態(tài)。

⑶測量前儀器調(diào)整時，應(yīng)使輪廓儀的測針位于被測套圈溝道的最大或最小溝徑上，并且保證被測套圈的軸向方向與測針的移動方向保持平行。

⑷分析時注意溝道的溝形誤差對測量結(jié)果的影響，若被測套圈的溝形誤差較大時，不能直接用由溝道擬合成的圓的圓心坐標(biāo)直接計算溝位置，而是要用溝道的最低點坐標(biāo)值來計算溝位置。

4 結(jié)束語

用輪廓儀測量軸承套圈溝位置的方法可以測量深溝球軸承（單列、雙列和多列軸承），角接觸軸承，三點接觸軸承，四點接觸軸承，調(diào)心球軸承等的溝位置或溝道圓心到端面的距離。此方法具有測量準(zhǔn)確度高、測量效率高，通用性好等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣泛，尤其是在新產(chǎn)品測繪中更是顯示了此方法的優(yōu)點，并將輪廓儀的應(yīng)用提高到了一個新的水平。承，三點接觸軸承，四點接觸軸承，調(diào)心球軸承等的溝位置或溝道圓心到端面的距離。此方法具有測量準(zhǔn)確度高、測量效率高，通用性好等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣發(fā)，尤其是在新產(chǎn)品測繪中更是顯示了此方法的優(yōu)點，并將輪廓儀的應(yīng)用提高到了一個新的水平。