圓錐滾子球基面接觸距的測(cè)量

周立民，李蜀紅

(上海通用軸承有限公司，上海 200240)

我國(guó)圓錐滾子的球基面半徑SR在400 mm以下時(shí)，公差為2 mm。通常采用止通規(guī)曲率樣板，利用透光法來(lái)檢測(cè)球基面。雖然檢測(cè)用的止通規(guī)曲率樣板的制造公差小于2 mm，但由于圓錐滾子球基面的有效面很小，而且檢測(cè)時(shí)附有人為因素，會(huì)影響檢驗(yàn)結(jié)果的正確性。

FAG公司的圓錐滾子產(chǎn)品圖引入了“接觸距”概念，在圓錐滾子球基面的加工過(guò)程中，通過(guò)控制圓錐滾子接觸距的尺寸公差控制球基面半徑，而國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)尚無(wú)此要求。為此，結(jié)合現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，設(shè)計(jì)了實(shí)用的圓錐滾子接觸點(diǎn)測(cè)量夾具，解決了圓錐滾子接觸距的測(cè)量問(wèn)題，并應(yīng)用于圓錐滾子球基面加工的質(zhì)量控制上。

1 圓錐滾子球基面接觸距

如圖1所示，圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊與滾子接觸點(diǎn)到滾子素線的距離為接觸距P。其中，A為圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊與圓錐滾子球基面的接觸點(diǎn)；E為圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊與滾子的接觸點(diǎn)與球基面中心的連線與滾子素線的夾角，即接觸角。

圖1 成品圓錐滾子局部放大圖

接觸距與接觸角在設(shè)計(jì)中相互關(guān)聯(lián)，其值取決于滾子球基面的半徑大小。在磨圓錐滾子球基面時(shí)，需要用輪廓儀測(cè)量接觸距。

2 圓錐滾子接觸距的測(cè)量

為了在輪廓儀上測(cè)量圓錐滾子的接觸距，設(shè)計(jì)了專用的夾具，如圖2所示。

1—被測(cè)圓錐滾子；2—定位基準(zhǔn)塊；3—夾緊軸；4—連接塊；5—定位軸；6—V形夾緊塊；7—測(cè)量定位塊；8—基座；9—夾緊定位螺母；10—夾緊彈簧；11—定位板

(1)根據(jù)圓錐滾子外徑的大小，合理選用V形夾緊塊的一個(gè)面(V形夾緊塊的兩面大小不同，可適用于5～25 mm的滾子)。

(2)向右推動(dòng)定位板，將被測(cè)滾子放入定位基準(zhǔn)塊與V形夾緊塊之間，并與測(cè)量定位塊接觸(用于上、下定位)。調(diào)整測(cè)量定位塊，保證滾子球基面與定位基準(zhǔn)塊的平面一致或盡可能平行(考慮描繪輪廓時(shí)的圖形盡可能的集中)。放手后，夾具在夾緊彈簧的作用下，夾緊被測(cè)滾子。

(3)如圖3所示，把裝夾好的產(chǎn)品放在正弦規(guī)上，并把正弦規(guī)調(diào)整到接觸角E，找對(duì)最高點(diǎn)后，用輪廓儀描繪出輪廓。

圖3 用正弦規(guī)旋轉(zhuǎn)接觸角E示意圖

輪廓儀采用參數(shù)：x軸放大5倍，y軸放大1 000倍。因各單位所用輪廓儀不同，處理的方法也各不相同。例如：TALYSURF-10輪廓儀能直接打印出滾子球基面的輪廓，再通過(guò)作圖測(cè)量接觸距的數(shù)值；CL-1A輪廓儀描繪出滾子球基面的輪廓后，需將圖的格式轉(zhuǎn)換成 .dxf文件，再用AutoCAD進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；在此采用Mahr Marsurf cd 120輪廓儀，可直接在電腦上處理測(cè)量結(jié)果。

(4)對(duì)輪廓儀描繪出的圖形進(jìn)行處理(圖4)，在圖形上作一根水平線，并與球面相切，此切點(diǎn)即為接觸點(diǎn)，切線與夾具接觸面的交點(diǎn)到接觸點(diǎn)的距離即為接觸距P。

圖4 Mahr Marsurf cd 120輪廓儀的測(cè)量結(jié)果

例如：英制圓錐滾子KF3254101, 球基面半徑SR為(237.87±6.2) mm，滾子半錐角φ為1°35′，接觸角E為0°30′，接觸距P要求為(2.38±0.11) mm。用Mahr Marsurf cd 120輪廓儀測(cè)得P為2.4175 mm(圖4)，則此產(chǎn)品的球基面接觸距合格。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用圓錐滾子球基面接觸距的測(cè)量方法，對(duì)圓錐滾子球基面輪廓的測(cè)量實(shí)現(xiàn)了量化，改變了國(guó)內(nèi)使用止通規(guī)曲率樣板來(lái)控制球基面半徑的做法，使該項(xiàng)目的測(cè)量方法更加科學(xué)和精確，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓錐滾子球基面輪廓的有效檢驗(yàn)。