调心球轴承内圈沟道测量方法的改进

李利莉

(哈尔滨轴承集团公司 小型球轴承分厂 ，哈尔滨 150036)

1 前言

调心球轴承主要承受径向载荷，同时可承受较小的轴向载荷。旋转时钢球、保持架、内圈相对外圈心轴可做一定程度的自由倾斜，具有自动调心性能，可以补偿不同心度和轴挠度造成的误差，但其内、外圈相对倾斜度不得超过3°。典型的调心球轴承1311ATN结构如图1所示，内圈尺寸结构如图2所示。调心球轴承内圈沟道位置、沟道间距直接影响调心球轴承的游隙、调心性及合套时的合套率，因此，下文以调心球轴承1311ATN为例，分析内圈沟道的测量方法。

图1 调心球轴承1311ATN

图2 1311ATN内圈尺寸结构

2 改进前测量方法及存在的问题

改进前利用测量样板采用透光法对调心球轴承内圈沟道位置和沟道间距进行测量、检验和控制，测量样板如图3、图4所示。

图3 沟道位置样板

图4 沟道间距样板

2.1 沟道位置测量

沟道位置样板的大范和小范(开口侧)分别代表最大沟道位置和最小沟道位置。检测基准端面(以非打字端面为基准面)侧沟道位置，将样板的定位面靠在内圈基准端面上，先后用大、小范测量、查看沟道上光隙的分布情况。若大范在接近基准端面的一边露缝，而小范在远离基准端面的一边露缝，则沟道位置合格；若大、小范都在接近基端准面的一边露缝，则沟道位置“过小”(不合格)；若大、小范都在远离基准端面的一边露缝，则沟道位置“过大”(不合格)。测量原理如图5所示。

图5 沟道位置测量、判断方法

由于沟道位置样板曲率半径是以沟道曲率半径的最小尺寸作为名义尺寸来制造的，故内圈沟道曲率半径往往大于样板的曲率半径，也就存在测量时样板曲率中心线与测量沟道曲率中心线重合，大、小范两边露缝的情况，此时根据使用大、小范的不同，沟道位置正好符合最小或最大尺寸(合格)。

2.2 两沟道间距测量

测量时，若大范里边露缝而小范外边露缝，则沟道间距合格；若大、小范都是里边露缝，则沟道间距“过窄”(不合格)；若大、小范都是外边露缝，则沟道间距“过宽”(不合格)。测量原理如图6所示。

图6 沟道间距测量、判断方法

同样，沟道间距采用样板测量时，也存在样板两曲率中心线与双列内沟道曲率中心线重合、大小范两边露缝的情况，此时根据使用大、小范的不同，沟道间距正好是合格范围的最窄或最宽极限(合格)。

2.3 存在的问题

(1)样板透光检测受光线影响大，不同光线，不同人员测量的结果差异大，测量误差大。

(2)样板测量面的厚度仅为0.5 mm，易磨损。特别是沟道间距样板在测量时，为使沟道间距样板所在的平面与内圈轴线垂直，样板在沟道上转动，接触位置近似为点接触(0.5 mm长的直线)，磨损更加严重，需要经常更换，而且样板是否磨损需经过专门的检测鉴定。

(3)受沟道曲率影响大，沟道曲率大小不一致时测量结果也不一致。

(4)对操作者的检测技能要求较高。

3 解决方法

制作沟道位置和沟道间距标准件。以距基准面较近的沟道为第1沟道，较远的沟道为第2沟道，实测第1沟道位置和第1沟道与第2沟道的沟道间距，并记录测量值。

采用2台D022测量仪测量调心球轴承内圈沟道位置和沟道间距，测量前按照标准件实测值对表，第1台测量仪测量第1沟道曲率中心线相对于基准面的距离，第2台测量仪测量第2沟道曲率中心线相对于基准面的距离，测量方法如图7所示。

图7 D022测量仪测量沟道位置示意图

第1沟道位置为第1台测量仪读数加上沟道位置的基本尺寸，即被测套圈实际沟道位置，然后与沟道位置要求的工艺范围进行比较，工艺范围内为合格，否则为不合格。两沟道间距为第2台测量仪读数减去第1台测量仪读数(正值为加号，负值为减号)，再加上沟道间距的基本尺寸即为实际沟道间距，然后与沟道间距要求的工艺范围进行比较，范围内为合格，否则为不合格。

例如，1311ATN沟道间距为14 mm±0.025 mm，沟道位置7.5 mm±0.05 mm，沟道曲率半径为8.14 mm±0.07 mm。实测标准件值为：沟道间距14 mm+0.005 mm，第1沟道位置7.5 mm+0.01 mm。利用2台D022仪器进行测量，第1台测量仪对表为+0.01 mm，第2台测量仪对表为0.01+0.005=+0.015 mm。 第1台测量仪实测读数为+0.006 mm，第2台测量仪实测读数为+0.01 mm，则此套圈第1沟道位置为：+0.006 mm，两沟道间距为：+0.01-(+0.006)=+0.004 mm，即实际沟道位置为7.5 mm+0.006 mm，实际两沟道间距为14 mm+0.004 mm。

4 结束语

采用测量仪测量的方法简单易掌握，测量准确，避免了用样板检测的诸多弊病，并且在测量沟道位置、沟道间距的同时也可同时测量沟道尺寸、沟道圆度。