曲紅利，劉輝軍，閆繼山，劉友國

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471009)

1 軸承結(jié)構(gòu)簡介

某型雙列角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示，外形尺寸D×d×C為φ200 mm×φ120 mm×70 mm，在預(yù)載荷F1=250 N時(shí)裝配高T為(70±0.02) mm。

圖1 某型號(hào)軸承結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，產(chǎn)品要求在預(yù)載荷F=24 500 N時(shí)，分別測(cè)量三點(diǎn)接觸列內(nèi)側(cè)半內(nèi)圈端面與外圈大端面的距離f2和角接觸列內(nèi)圈內(nèi)側(cè)端面與外圈大端面的距離f1，并保證兩者差值(f2-f1)的范圍為0～0.008 mm，其中內(nèi)圈寬度為B，雙半內(nèi)圈寬度為2B1。

圖2 凸出量測(cè)量示意圖

JB/T 10186—2010《滾動(dòng)軸承 組配角接觸球軸承 技術(shù)條件》中將軸承凸出量定義為：對(duì)軸承施加預(yù)載荷后，軸承同一端面處內(nèi)圈端面凸出外圈端面的距離。則f2，f1和T均與凸出量有關(guān)。

有凸出量要求的一般為單列球軸承，單套軸承測(cè)量組配面凸出量，然后成對(duì)或三聯(lián)、多聯(lián)組配。現(xiàn)有凸出量測(cè)量儀大多為氣動(dòng)加載方式，所加載荷及測(cè)量范圍有限，內(nèi)徑120 mm軸承進(jìn)行凸出量檢測(cè)時(shí)所加最大載荷一般為3 250 N，此軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量載荷大,測(cè)量項(xiàng)目多且計(jì)算復(fù)雜,精度要求高，為國內(nèi)少見。

2 測(cè)量原理

針對(duì)該雙列角接觸球軸承，選擇自主研制的M804凸出量測(cè)量儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量原理如圖3所示，裝配高T與f1的測(cè)量原理相同，只是所加載荷由24 500 N變?yōu)?50 N。

圖3 凸出量測(cè)量原理圖

M804凸出量測(cè)量儀采用液壓加載方式，加載范圍大且穩(wěn)定可靠，測(cè)量精度高，重復(fù)測(cè)量精度可達(dá)0.001 mm。液壓缸直徑為160 mm，穩(wěn)定加載范圍為0～2.2 MPa，即可加載0～44.2 kN。其中，測(cè)量過程中的24 500和250 N載荷對(duì)應(yīng)的加載值分別為1.22和0.012 MPa。

M804的加壓方式由下而上：即芯軸臺(tái)支承軸承內(nèi)圈，壓盤加在外圈進(jìn)行加載，凸出量儀表放置在內(nèi)圈端面的量盤中間，測(cè)量軸承上表面內(nèi)、外圈端面中心部位的落差。

3 專用測(cè)量附件

由于該雙列角接觸球軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需根據(jù)M804儀器平臺(tái)與儀表架之間的最大高度、產(chǎn)品外形尺寸和測(cè)量原理綜合設(shè)計(jì)專用附件。

根據(jù)圖3所示測(cè)量原理，測(cè)量f2時(shí)所需附件為壓盤(高度76 mm)、量盤(高度40 mm)、芯軸(有效高度25 mm)和對(duì)零標(biāo)準(zhǔn)件(高度為軸承總高70 mm的1/2)；測(cè)量f1時(shí)所需附件為壓盤(高度49 mm)、量盤(高度21 mm)、芯軸(有效高度40 mm)、對(duì)零標(biāo)準(zhǔn)件(高度為軸承總高70 mm)和標(biāo)準(zhǔn)高度圈(高度35 mm，鑒定實(shí)測(cè)值尺寸公差)。各附件實(shí)物如圖4所示。

1—壓盤；2—芯軸；3—對(duì)零標(biāo)準(zhǔn)件；4—標(biāo)準(zhǔn)高度圈；5—量盤圖4 凸出量測(cè)量附件實(shí)物圖

因凸出量測(cè)量要求嚴(yán)格，專用測(cè)量附件亦要求高精度，所有高度標(biāo)準(zhǔn)件、量盤等附件的平行差、平面度均要求小于0.001 mm，芯軸等附件的垂直差要求小于0.01 mm。按照以上尺寸、精度加工的測(cè)量附件，才能保證產(chǎn)品在測(cè)量過程中能有足夠的空間取放，不與產(chǎn)品干涉，并保證測(cè)量的精度要求。

4 凸出量的測(cè)量和計(jì)算

根據(jù)凸出量測(cè)量原理，使用專用測(cè)量附件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行凸出量測(cè)量。先測(cè)量f2，再測(cè)量f1，修磨內(nèi)圈非基面使(f2-f1)滿足0～0.008 mm，最后測(cè)量裝配高T。具體測(cè)量過程如下：

1)測(cè)量f2，根據(jù)對(duì)零標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)零后獲得測(cè)量值，則f2=2B1-測(cè)量值(帶正、負(fù)號(hào))。因修磨的是內(nèi)圈非基準(zhǔn)面，所以修磨前后f2的檢測(cè)數(shù)值不變，檢測(cè)一遍即可。

2)測(cè)量f1，根據(jù)對(duì)零標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)零后，在產(chǎn)品上添加標(biāo)準(zhǔn)高度圈(鑒定值：35 mm+0.002 mm)測(cè)量，則f1=標(biāo)準(zhǔn)高度圈鑒定值-測(cè)量值(帶正、負(fù)號(hào))。

3)測(cè)量T，(f2-f1)修磨合格后，T=B+標(biāo)準(zhǔn)高度圈鑒定值(35 mm+0.002 mm)-測(cè)量值(帶正、負(fù)號(hào))。由于該測(cè)量值在(f2-f1)修磨合格后不變化，因此計(jì)算后裝配高T與標(biāo)準(zhǔn)值的差值即為內(nèi)圈基準(zhǔn)面所需修磨量，根據(jù)該值修磨內(nèi)圈基準(zhǔn)面后即可得到滿足測(cè)量精度的裝配高。

測(cè)量時(shí)，每項(xiàng)測(cè)量3次后取平均值，實(shí)際測(cè)量中重復(fù)性誤差只有0.001 mm，套圈的寬度公差也取平均值，且兩端面間平行差控制在0.002 mm以內(nèi)，因此測(cè)量完全能夠達(dá)到產(chǎn)品精度要求。具體測(cè)量和計(jì)算見表1和表2。

表1 f2和f1的測(cè)量計(jì)算 mm

表2 T的測(cè)量及內(nèi)圈寬度B的修磨 mm

5 結(jié)束語

根據(jù)需測(cè)量產(chǎn)品的外形尺寸和凸出量要求，利用自主研制的可施加重載荷的M804液壓凸出量測(cè)量儀確定了凸出量的測(cè)量原理及計(jì)算方法，設(shè)計(jì)了高精度、結(jié)構(gòu)合理的專用測(cè)量附件，對(duì)重載荷復(fù)雜結(jié)構(gòu)雙列角接觸球軸承進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)內(nèi)圈端面進(jìn)行修磨，使產(chǎn)品滿足了凸出量要求。此種測(cè)量原理和方法適用于各種載荷下雙列角接觸軸承的凸出量測(cè)量和計(jì)算，只是需要根據(jù)軸承外形尺寸設(shè)計(jì)專用測(cè)量附件，另外，由于凸出量測(cè)量的各項(xiàng)要求不同，計(jì)算方法也有所變動(dòng)。