劉 杰 ，金文勝

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限 公司 質(zhì)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(shù)，如果加工不準(zhǔn)確，就會(huì)影響到圓錐滾子軸承的使用壽命。圓錐滾子標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量的準(zhǔn)確與否，會(huì)影響到整個(gè)軸承的產(chǎn)品質(zhì)量。圓錐滾子標(biāo)準(zhǔn)件的測(cè)量方法是，利用正弦尺和角度塊及滾棒在立式測(cè)長(zhǎng)儀下墊量塊，量塊的高度是根據(jù)圓錐滾子的錐角及100mm的正弦尺的弦長(zhǎng)計(jì)算出來的。測(cè)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(jì)算得到圓錐滾子大頭尺寸D大。由于測(cè)量圓錐滾子標(biāo)準(zhǔn)件的檢測(cè)人員的更換，用同樣的方法測(cè)量，結(jié)果與前一個(gè)檢定周期的定值不合。針對(duì)此問題，對(duì)測(cè)量方法及測(cè)量過程進(jìn)行了分析，對(duì)圓錐滾子的本身尺寸及端面形狀也進(jìn)行了分析，并改善了測(cè)量方法。

2 測(cè)量原理

圖1 用正弦尺在立式測(cè)長(zhǎng)儀測(cè)量圓錐滾子示意圖

傳統(tǒng)的測(cè)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(gè)小滾棒，在立式測(cè)長(zhǎng)儀上測(cè)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(jù)圓錐滾子的錐角配制的，應(yīng)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(jù)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(yīng)避開滾子端面的圓窩。經(jīng)過下面的公式推導(dǎo)，計(jì)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(cè)量圓錐滾子大頭尺寸

3 改進(jìn)前后測(cè)量方法比較

3.1 改進(jìn)前的測(cè)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(shì)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(jìn)后的測(cè)量方法

分析測(cè)量原理后，改進(jìn)測(cè)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(cè)長(zhǎng)儀上測(cè)量圓錐滾子大頭尺寸。

4 改進(jìn)前后測(cè)量實(shí)例分析

某型號(hào)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(cè)量其錐角是否符合加工要求，測(cè)量結(jié)果角度偏差為+0.2μm，沒有問題，然后對(duì)尺寸問題開始測(cè)量分析。

4.1 改進(jìn)前測(cè)量實(shí)例

角度塊直接放在正弦尺上與滾子接觸在立式測(cè)長(zhǎng)儀上測(cè)量圓錐滾子大頭尺寸。角度塊的匹配，根據(jù)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(zhǎng)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(jì)算的理論值15.06857211mm，差了+0.02μm，可忽略不計(jì)。然后選擇直徑為10.999mm的滾棒, 在立式測(cè)長(zhǎng)儀上測(cè)得H=38.388mm，h=10.853mm ，帶入公式（1），計(jì)算結(jié)果D大= 37.7595484mm，則△D大=-0.0045mm。

4.2 改進(jìn)后測(cè)量實(shí)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(cè)長(zhǎng)儀上測(cè)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(cè)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(jìn)前后的測(cè)量結(jié)果比對(duì)，如表1 所示：

表1 改進(jìn)前后的測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果比對(duì) mm

根據(jù)改進(jìn)前后的測(cè)量數(shù)據(jù)比對(duì)，可以看出用角度塊直接測(cè)量測(cè)得的H=38.388mm大于把角度塊墊高到圓錐滾子最大直徑時(shí)測(cè)得的H=38.361mm，大了0.027mm，造成了最后的計(jì)算結(jié)果也偏大。前言中所述第一個(gè)檢定周期中的檢查人員即采用改進(jìn)前的測(cè)量方法，產(chǎn)生了測(cè)量誤差。

5 結(jié)束語

通過測(cè)量某型號(hào)圓錐滾子標(biāo)準(zhǔn)件大頭尺寸，發(fā)現(xiàn)了問題，即滾子的半徑比角度塊的厚度高時(shí)，角度塊不墊到與滾子最大直徑處，測(cè)量的結(jié)果不準(zhǔn)確且值偏大。改進(jìn)測(cè)量方法后使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度提高，保證了圓錐滾子的質(zhì)量。