圆锥滚子球基面接触距的测量

周立民，李蜀红

(上海通用轴承有限公司，上海 200240)

我国圆锥滚子的球基面半径SR在400 mm以下时，公差为2 mm。通常采用止通规曲率样板，利用透光法来检测球基面。虽然检测用的止通规曲率样板的制造公差小于2 mm，但由于圆锥滚子球基面的有效面很小，而且检测时附有人为因素，会影响检验结果的正确性。

FAG公司的圆锥滚子产品图引入了“接触距”概念，在圆锥滚子球基面的加工过程中，通过控制圆锥滚子接触距的尺寸公差控制球基面半径，而国内多数企业尚无此要求。为此，结合现有的测量设备，设计了实用的圆锥滚子接触点测量夹具，解决了圆锥滚子接触距的测量问题，并应用于圆锥滚子球基面加工的质量控制上。

1 圆锥滚子球基面接触距

如图1所示，圆锥滚子轴承内圈大挡边与滚子接触点到滚子素线的距离为接触距P。其中，A为圆锥滚子轴承内圈大挡边与圆锥滚子球基面的接触点；E为圆锥滚子轴承内圈大挡边与滚子的接触点与球基面中心的连线与滚子素线的夹角，即接触角。

图1 成品圆锥滚子局部放大图

接触距与接触角在设计中相互关联，其值取决于滚子球基面的半径大小。在磨圆锥滚子球基面时，需要用轮廓仪测量接触距。

2 圆锥滚子接触距的测量

为了在轮廓仪上测量圆锥滚子的接触距，设计了专用的夹具，如图2所示。

1—被测圆锥滚子；2—定位基准块；3—夹紧轴；4—连接块；5—定位轴；6—V形夹紧块；7—测量定位块；8—基座；9—夹紧定位螺母；10—夹紧弹簧；11—定位板

(1)根据圆锥滚子外径的大小，合理选用V形夹紧块的一个面(V形夹紧块的两面大小不同，可适用于5～25 mm的滚子)。

(2)向右推动定位板，将被测滚子放入定位基准块与V形夹紧块之间，并与测量定位块接触(用于上、下定位)。调整测量定位块，保证滚子球基面与定位基准块的平面一致或尽可能平行(考虑描绘轮廓时的图形尽可能的集中)。放手后，夹具在夹紧弹簧的作用下，夹紧被测滚子。

(3)如图3所示，把装夹好的产品放在正弦规上，并把正弦规调整到接触角E，找对最高点后，用轮廓仪描绘出轮廓。

图3 用正弦规旋转接触角E示意图

轮廓仪采用参数：x轴放大5倍，y轴放大1 000倍。因各单位所用轮廓仪不同，处理的方法也各不相同。例如：TALYSURF-10轮廓仪能直接打印出滚子球基面的轮廓，再通过作图测量接触距的数值；CL-1A轮廓仪描绘出滚子球基面的轮廓后，需将图的格式转换成 .dxf文件，再用AutoCAD进行数据处理；在此采用Mahr Marsurf cd 120轮廓仪，可直接在电脑上处理测量结果。

(4)对轮廓仪描绘出的图形进行处理(图4)，在图形上作一根水平线，并与球面相切，此切点即为接触点，切线与夹具接触面的交点到接触点的距离即为接触距P。

图4 Mahr Marsurf cd 120轮廓仪的测量结果

例如：英制圆锥滚子KF3254101, 球基面半径SR为(237.87±6.2) mm，滚子半锥角φ为1°35′，接触角E为0°30′，接触距P要求为(2.38±0.11) mm。用Mahr Marsurf cd 120轮廓仪测得P为2.4175 mm(图4)，则此产品的球基面接触距合格。

3 结束语

采用圆锥滚子球基面接触距的测量方法，对圆锥滚子球基面轮廓的测量实现了量化，改变了国内使用止通规曲率样板来控制球基面半径的做法，使该项目的测量方法更加科学和精确，实现了对圆锥滚子球基面轮廓的有效检验。