小型推力關節軸承軸圈外球面電解測厚工裝設計

曾勤, 王藝農

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小型推力關節軸承軸圈外球面電解測厚工裝設計

曾勤1, 王藝農2

（1.漳州職業技術學院 食品與生物工程系，福建 漳州 363000；2.龍溪軸承股份有限公司，福建 漳州 363000）

針對推力關節軸承內圈外球面鍍鉻層厚度檢測采用電解法, 在檢測過程中經常因為難以固定工件、電解液的滲漏等因素導致難以測量測量不準確。本文設計專用工裝，快速固定工件，準確地測量了鍍層厚度。

電解測厚；推力關節軸承軸圈外球面；檢驗工裝設計

1 引言

龍溪軸承股份有限公司推力關節軸承逐漸從大型化與小型化方向發展, 原來對于推力關節軸承軸圈外球面鍍鉻層厚度測量使用的是磁性測厚法, 這種方面對工件表面太靠近邊緣處進行測量是不可靠的[ 1]。因此，小型推力關節軸承軸圈外球面鍍鉻層厚度檢測采用了電解法, 但在檢測過程中經常因為電解液的滲漏而導致難以測量，即使不滲漏測量值的重現性也很差，測量結果的準確性必然會影響到產品質量的控制。

2 電解式測厚法工作原理與測量儀器介紹

工作原理: 它是使用恒定的直流電流通過適當的電解溶液，使鍍層金屬陽極溶解，并通過所消耗的電量計算鍍層厚度的方法[1]。當鍍層金屬完全溶解且裸露出基體金屬或中間鍍層金屬時，電極電位發生躍變，從而指示測量已達到終點，通過所消耗的電量計算出覆蓋層的厚度。這種測厚法屬于有損測量，經過測厚的工件必須退除鍍層重新電鍍。

測量儀器介紹: DJH-D型電解式測厚儀就是根據以上原理設計的,它主要由微處理器控制器、測量臺和測頭(含不銹鋼電解池殼體和特制彈性密封圈) 等三部分組成。測量時工件作為陽極，電解池殼體為陰極，陰陽極之間用特制彈性密封圈隔開，電解時鍍層金屬完全溶解時，控制儀表不斷鳴響，指示測量已達到終點，這時控制儀表上的數值即為鍍層的厚度。

3 存在的問題

測量推力關節軸承內圈外球面鍍鉻層厚度時，一直難以固定工件，從電解式測厚儀購到以來，也有不少技術人員、操作者和檢驗人員幫助想辦法，也難以固定好工件，這樣電解液就會從測頭下面滲漏出來；即使偶爾電解液沒有滲漏，測量值也大小不一，不能準確給出鍍層厚度值。

4 影響電解法測厚的因素

電量法是基于法拉第定律：每96 500C的電量通過電解槽時，就有一克當量的金屬從陽極上剝離下來[ 2 ]。影響電解法測厚的因素很多，最主要的有:

可以從它的計算公式中了解，

覆蓋層厚度δ用um表示，[3]按下式(1)計算：

現在僅剩下S未分析了，S ——覆蓋層被溶解的面積，即測量面積，cm2。在GB/T4955國家標準的附錄A中，介紹了有關電解池的技術要求，用庫侖法測定鍍層厚度的準確性，在很大程度上受電解池限定的退鍍面積準確性控制[4]。筆者認為應該精確限定覆蓋層被溶解的面積，它的大小極可能就是造成測量不準確的原因。

5 解決問題的過程和辦法

5.1 暫時的處理方法

5.1.1盡可能地支撐好工件，增加一人協助用手夾住或壓住工件，使電解液不從測頭下面滲漏出來，流出量少時，另一人補加電解液。

5.1.2增加同一個工件的檢測點，增加批工件的抽檢數量，取較為接近的數值作為檢測結果。

以上是為了滿足生產需要的過渡解決措施。

5.3 電解池殼體和特制彈性密封圈對覆蓋層被溶解的面積的影響

5.3.1不銹鋼電解池殼體外觀正常,未見腐蝕的沉積,尺寸沒有變化，確定殼體正常，不是影響因素。

5.3.2特制彈性密封圈的可靠性

5.3.2.1密封圈規格的核實

密封圈的小端面直接接觸工件，小端的內孔尺寸最重要，應為φ3.2，經測量，新舊密封圈尺寸符合要求。

5.3.2.2密封圈老化磨損的可能

雖然密封圈尺寸沒有問題，但是它的制作材料是橡膠或軟塑料，存在有用久老化或磨損的可能。用新的密封圈進行試驗，問題還是存在，因此確定密封圈沒問題。

5.4 既然測量儀器正常，是不是方法有問題呢？仔細地觀察了測量程序每一個細節與測量后的工件表面，終于確定了產生問題的原因。

將工件上被溶解的覆蓋層形狀放大觀察，看到了檢測后的工件上被溶解的覆蓋層形狀不是圓形，有大有小，這就是說覆蓋層被溶解的面積在每一次測量中都有偏差，導致了厚度測量數值不準確，但是為什么被溶解的覆蓋層形狀不是圓形的呢？原來，筆者想方設法將測頭壓緊工件，雙手也緊緊夾住了工件，溶液基本上不滲漏了，但是無法保證工件被測面均勻地貼在密封圈的小端面上，在測頭下壓時或在測量過程中，工件發生了擺動，密封圈發生不均勻的變形(見圖1)，端面歪斜帶來了誤差。

5.5 找到解決辦法并實施

設計制作了GX10T.02和GX12T.02兩種不同型號的推力關節軸承專用的電解測厚工裝，工件被固定在工裝上面，穩定地立于測量臺面，被測的鍍層表面中心的切面就和密封圈的小端面同樣處于水平狀態（見圖2和圖3），測頭下壓時，工件被測面均勻地貼在密封圈的小端面上，檢測后的工件上被溶解的覆蓋層形狀就能保證是圓形，經測量，不同型號的兩種工件的鍍層表面都被溶解的覆蓋層直徑為φ3.2，面積為0.080 cm2，完全符合檢測標準。

圖1 工件偏轉或偏移造成密封圈不均勻變形

圖2 特制工裝固定后的工件狀態

圖3 工件與測頭密封狀態

6 應用結果

以下是改進前后測量推力關節軸承軸圈外球面鍍鉻層厚度檢測數據：

（1）GX10T.02

表1 改進前檢測的數據，測量偏差達3.4um

測量序號12345 測量值(um)4.876.38.25.7

表2 改進后檢測的數據，測量偏差僅0.2um

測量序號12345 測量值(um)8.88.78.88.68.7

（2）GX12T.02

表3 改進前檢測的數據，測量偏差達3.1um

測量序號12345 測量值(um)6.85.44.56.17.6

表4 改進后檢測的數據，測量偏差僅0.2um

測量序號12345 測量值(um)8.68.48.58.68.4

7 結束語

通過理論分析、推理，發現了工件難以固定導致密封圈變形、電解液從測頭下面滲漏出來是導致長期存在的推力關節軸承軸圈外球面鍍鉻層厚度電解法檢測難、檢測不準確的原因，通過設計相應的工裝，快速固定工件、準確測量鍍層厚度，徹底地解決了這個問題。

[1] 張景雙，等.電鍍溶液與鍍層性能測試[M].北京:化學工業出版社,2003.

[2] 施萊辛格,等.現代電鍍[M].北京:化學工業出版社,2006.

[3] 曾華梁,等.電鍍工藝手冊[M].北京:機械工業出版社,2003.

[4] 陳亞,等.現代實用電鍍技術[M].北京:國防工業出版社,2003.

（責任編輯：季平）

The electrolytic thickness design of work piece of the outer spherical surface of small-sized thrust joint bearing and blowout patch

ZENG Qing1, WANG Yi-nong2

(1.Department of Food and biological engineering, Zhangzhou Institute of Technology,Zhangzhou 363000, China; 2. Fujian Longxi Bearing Co. Ltd, Zhangzhou 363000, China)

When using electrolysis method to detect the thickness of chromeplate on the inner ring and outer spherical surface of thrust joint bearing, it often led to the difficulty in measuring and inaccurate measurement because of the difficulty in fixing the work pieces, electrolyte leakage and other factors during the detection process. Finally, in this paper, we measured the thickness of plating accurately by the designing special tools and rapid fixing work piece.

electrolytic thickness；outer spherical surface of thrust joint bearing and blowout patch；design of inspecting work piece

2011－12－18

曾勤（1964－），女，福建廈門人，高級工程師，本科，從事分析化學研究。

TH133.3

A

1673-1417（2012）01-0020-04