金文勝，王旭剛，林愛，劉燕

（中國航發(fā)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量管理部，哈爾濱 150027）

1 研究背景

某型圓柱滾子軸承的套圈如圖1所示，其擋邊非常窄（最大寬度僅2 mm）且擋邊負(fù)背角α小于2°（公差為 ±5′～±30′），采用常規(guī)的輪廓儀或三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行測量時測頭會撞到滾道，無法直接獲取負(fù)背角的測量結(jié)果，而負(fù)背角的準(zhǔn)確測量影響著滾子裝配時的定位準(zhǔn)確與否。因此，針對窄擋邊負(fù)背角的批量快速測量需求，提出了一種新的測量方法。

圖1 圓柱滾子軸承套圈示意圖Fig.1 Diagram of rings of cylindrical roller bearing

2 測量方法

如圖2所示，要測量負(fù)背角α，就必須得到窄擋邊從點(diǎn)A到點(diǎn)B的水平距離L和垂直距離H，從而間接計算獲得負(fù)背角α。

圖2 測量原理示意圖Fig.2 Diagram of measuring principle

根據(jù)上述測量原理，設(shè)計了一套利用量塊、平板、正弦尺、磁力表架和千分表進(jìn)行窄擋邊負(fù)背角測量的方案，如圖3所示。

圖3 測量方法示意圖Fig.3 Diagram of measuring method

具體測量步驟為：1）去掉被測工件表面上的毛刺并用綢布清理被測表面上的灰塵，將被測工件放在平臺上合溫，等待測量；2）將正弦尺放在平板上，再將被測工件平放在正弦尺上，在被測工件的最大直徑方向上加一塊小于擋邊寬度的量塊，然后將千分表放在磁力表架上，使表尖位于擋邊邊緣，讀出其在A點(diǎn)的示值；3）拿掉放在被測工件最大直徑方向的量塊，用手推動被測工件，使其沿被測工件最大直徑方向靠到正弦尺的擋板上，讀出其在B點(diǎn)的示值；4）用A點(diǎn)的示值減去B點(diǎn)的示值即為擋邊在去掉量塊時所下降的垂直高度H，而表尖從A點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離L即量塊的高度，從而得到窄擋邊的負(fù)位角α＝arctan（H／L）。

3 不確定度分析

4 實(shí)例驗(yàn)證

由于目前還沒有直接測量圓柱滾子軸承套圈窄擋邊小角度負(fù)背角的方法，因此分別加工了3個不帶擋邊的套圈（圖4），套圈的一個端面加工成斜平面，通過測量套圈2個端面所成的角度間接獲得負(fù)背角，通過與三坐標(biāo)測量結(jié)果的對比，驗(yàn)證上述方法的正確性。

圖4 被測工件示意圖Fig.4 Diagram of measured piece

3組測量結(jié)果見表1，其中對樣件公差滿足25′±20′的工件進(jìn)行了測量不確定度分析。

表1 測量結(jié)果Tab.1 Measuring result

采用En值方法對測量結(jié)果進(jìn)行分析，測量審核滿意度判定為

式中：R為文中方法給出的測量值，R＝32′；R0為三坐標(biāo)給出的參考值，R0＝33′。計算得 En＝0.67≤1，判定為滿意，說明該方法滿足所申請的檢測能力驗(yàn)證。

5 結(jié)束語

通過創(chuàng)新測量手段，采用非常規(guī)的方法解決了軸承窄擋邊小角度負(fù)背角在線快速測量的需求，測量擋邊小于2 mm，角度小于1°的軸承套圈負(fù)背角時，測量不確定度為1′13″，能夠滿足測量公差±5′的測量需求，并通過了試驗(yàn)驗(yàn)證，證明該方法準(zhǔn)確、簡便、快速，便于推廣。