大型薄壁軸承滾道參數檢測方法優化

張鵬濤，王 清，孟艷艷, ，李 雅

（1. 洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039；2. 航空精密軸承國家重點實驗室，河南 洛陽 471039）

1 前言

軸承成品的質量，一方面取決于其零部件的質量，另一方面也與裝配質量有著密切關系。所以，要生產出高質量的軸承產品，零部件的質量不容忽視。

薄壁軸承套圈具有硬度高、壁薄、剛性低、易變形、加工質量難以保證等特征，同時又要求具備高的尺寸精度和表面質量，使得其加工和檢測成為軸承制造領域一個亟待攻克的技術難題[1-4]。一方面需要高精度的機床保證套圈的加工精度，另一方面又需要具備相應檢測能力的儀器來檢驗產品質量的符合性。

對于外徑≥300mm 的大型軸承，多采用測量尺和組合標準件相結合的檢測方法進行套圈內、外滾道尺寸參數的綜合檢測，但是測量尺的測量精度有限，有時無法滿足產品精度要求。

基于現有機械式軸承測量儀器的測量原理，設計并定制內、外滾道標準件，為大型薄壁軸承大批量加工提供了更為優化的檢測方法，有效地控制了套圈滾道的加工過程，使軸承套圈尺寸參數測量精度與效率得到了提升，有力地保證了大型薄壁軸承套圈成品的合套率。同時，提高了生產效率，降低了能源消耗及工裝損耗，為企業降低了生產成本。

2 大型薄壁軸承套圈滾道尺寸檢測 方法

2.1 現行滾道尺寸參數測量方法

測量尺測量內、外滾道參數的測量狀態如圖1 和圖 2 所示。

圖1 外滾道測量示意圖

圖2 內滾道測量示意圖

測量時，以套圈的窄端面為基準進行檢測，而加工基準是套圈的寬端面，測量基準與加工基準的不一致性，使得滾道直徑的測量受端面加工誤差的影響，而不能得到真實的滾道直徑尺寸，進而不能有效指導后續加工過程的誤差調整。

同時，組合標準件的精度為±0.03mm，對于一些高精密的軸承無法滿足測量精度要求，需要尋求一種更為精準的測量方式。

2.2 優化后滾道尺寸參數測量方法

考慮到 2.1 的測量弊端，根據大型薄壁軸承產品圖和標準量具設計準則，為被測薄壁套圈設計專用的外滾道尺寸測量標準件。在外滾道檢測儀器 D713B 上實現了外滾道參數測量基準和加工基準的一致性，減小了外滾道直徑參數和角度的測量誤差，其對表測量狀態如圖 3 所示。

圖3 外滾道標準件對零位示意圖

根據大型薄壁軸承產品圖和標準量具設計準則，設計了專用的內滾道尺寸測量標準件。在內滾道檢測儀器 M789 上實現了內滾道參數測量基準和加工基準的一致性，減小了內滾道直徑參數和角度的測量誤差，其對表測量狀態如圖 4 所示。

圖4 內滾道標準件測量示意圖

專用滾道標準件的設計和使用為精確指導滾道后續加工提供了可靠的調整依據。

3 試驗研究

以 L555249 薄壁圓錐滾子軸承作為研究對象，該軸承屬于英制系列非標產品，該系列產品套圈結構具有壁薄且高度低的特點，屬于超輕、超窄系列產品的范疇。分別使用 2.1 和 2.2中內、外圈滾道尺寸參數測量方法檢測控制加工的軸承零件，對零件裝配后的成品合套率進行研究。

當年一季度由 2.1 現行方法得到的成品合套率和同年二季度由 2.2 優化方法得到的成品合套率的統計結果如圖 5 所示。

圖5 成品合套率

從圖 5 的數據可以看到套圈成品的合套率由現行的 71.5% 提高到了優化后的 99% 以上，表明優化后的測量方法可以有效地監控大型薄壁圓錐滾子內、外圈滾道的成品尺寸，提高內、外圈的互換性，從而有效保證成品的合套率。

4 結束語

通過研究與分析現行的大型薄壁軸承套圈尺寸參數測量方法的弊端，優化了內、外滾道測量方法，設計定制內、外滾道標準件，替代測量尺測量滾道參數。實現了測量基準和加工基準的一致性，消除了因端面制造誤差帶來的滾道尺寸測量誤差。很好地控制了軸承套圈的質量，最終提高了軸承零件的裝配質量與合套率。