圓錐滾子標準件測量方法分析

劉 杰 ，金文勝

（1.哈爾濱軸承集團公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.中航工業哈爾濱軸承有限 公司 質量保證部 ，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

圓錐滾子是圓錐滾子軸承的重要零件，大頭尺寸及角度是圓錐滾子的重要參數，如果加工不準確，就會影響到圓錐滾子軸承的使用壽命。圓錐滾子標準件測量的準確與否，會影響到整個軸承的產品質量。圓錐滾子標準件的測量方法是，利用正弦尺和角度塊及滾棒在立式測長儀下墊量塊，量塊的高度是根據圓錐滾子的錐角及100mm的正弦尺的弦長計算出來的。測量出圓錐滾子在正弦尺上的高度H及滾棒高度h（圖1），通過計算得到圓錐滾子大頭尺寸D大。由于測量圓錐滾子標準件的檢測人員的更換，用同樣的方法測量，結果與前一個檢定周期的定值不合。針對此問題，對測量方法及測量過程進行了分析，對圓錐滾子的本身尺寸及端面形狀也進行了分析，并改善了測量方法。

2 測量原理

圖1 用正弦尺在立式測長儀測量圓錐滾子示意圖

傳統的測量方法是角度塊直接放在正弦尺上,與滾子接觸并在圓錐滾子的大頭一端頂上一個小滾棒，在立式測長儀上測量圓錐滾子大頭尺寸。角度塊的作用是在水平方向上與圓錐滾子母線重合，角度塊的角度是根據圓錐滾子的錐角配制的，應配成圓錐滾子的半角α，而正弦尺下墊的量塊作用是，量塊的高度也是根據圓錐滾子的錐角配制的。由于量塊是墊在100mm的正弦尺下，那么量塊的高度為100sinα。頂在圓錐滾子前面的小滾棒應避開滾子端面的圓窩。經過下面的公式推導，計算出圓錐滾子的大頭尺寸D大：

圖2 角度塊直接放在正弦尺上測量圓錐滾子大頭尺寸

3 改進前后測量方法比較

3.1 改進前的測量方法

角度塊的厚度大約為5mm左右，由于圓錐滾子的半徑比角度塊的厚度高很多，這樣圓錐滾子直接靠在角度塊上，其角度塊頂在圓錐滾子最大直徑母線的下部，角度塊接觸的母線角度與正常在最大直徑接觸的母線角度α不符，這樣勢必造成圓錐滾子的歪斜，如圖2a所示。

圖3 角度塊在正弦尺上被墊起到圓錐滾子最大直徑的高度示意圖

3.2 改進后的測量方法

分析測量原理后，改進測量方法，角度塊在正弦尺上被墊起到與滾子最大直徑母線的高度，如圖2b所示，在立式測長儀上測量圓錐滾子大頭尺寸。

4 改進前后測量實例分析

某型號圓錐滾子的錐角為 2α=8°40′，圖紙給定的圓錐滾子大頭尺寸理論值為D大=37.764mm，圓錐滾子大頭端面R=245mm。

首先在y-601正弦儀上測量其錐角是否符合加工要求，測量結果角度偏差為+0.2μm，沒有問題，然后對尺寸問題開始測量分析。

4.1 改進前測量實例

角度塊直接放在正弦尺上與滾子接觸在立式測長儀上測量圓錐滾子大頭尺寸。角度塊的匹配，根據錐角α=4°20′配角度塊為15°20′和11°，角度塊只差4°20′，角度塊配得正好；由于使用100mm長的正弦尺，則正弦尺下的量塊高為100sin2α=15.06857211mm， 配正弦尺下面墊的量塊高度，選取一組量塊：1.009mm ， 1.06-0.0001mm及另一組量塊：3-0.00019 mm ，10-0.00021mm。兩組量塊加起來為（1.009±0 + 1.06-0.,0001+ 3-0.00019+10-0.00021 ）＝15.06859 mm，與計算的理論值15.06857211mm，差了+0.02μm，可忽略不計。然后選擇直徑為10.999mm的滾棒, 在立式測長儀上測得H=38.388mm，h=10.853mm ，帶入公式（1），計算結果D大= 37.7595484mm，則△D大=-0.0045mm。

4.2 改進后測量實例

角度塊在正弦尺上被墊起到與圓錐滾子最大直徑母線接觸，在立式測長儀上測量圓錐滾子大頭尺寸。由于角度塊的厚度是5mm，而圓錐滾子大頭直徑是37.764mm，則半徑是18.882mm,需在配好的角度塊下墊上14mm，即可使角度塊頂在圓錐滾子最大直徑母線處，使圓錐滾子擺正，如圖3 俯視圖，測得H=38.361mm，h=10.853mm帶入公式，得D大= 37.732471mm，則△D大=-0.032mm，（表1）是改進前后的測量結果比對，如表1 所示：

表1 改進前后的測量方法的測量結果比對 mm

根據改進前后的測量數據比對，可以看出用角度塊直接測量測得的H=38.388mm大于把角度塊墊高到圓錐滾子最大直徑時測得的H=38.361mm，大了0.027mm，造成了最后的計算結果也偏大。前言中所述第一個檢定周期中的檢查人員即采用改進前的測量方法，產生了測量誤差。

5 結束語

通過測量某型號圓錐滾子標準件大頭尺寸，發現了問題，即滾子的半徑比角度塊的厚度高時，角度塊不墊到與滾子最大直徑處，測量的結果不準確且值偏大。改進測量方法后使測量結果準確度提高，保證了圓錐滾子的質量。