一种轻便高效的大直径回转支承滚道直径测量装置

　　大型回转支承广泛用于风电、水电、大型机械、各种起吊设备等方面。大型回转支承对滚道的精度要求比较高。而现在常用的测量棒测量装置的精度和范围都有限，检测、比对两次测量又形成误差累计影响测量的精度。一些工厂设计的测量装置又体积庞大、造价高。为了改变这种情况研制了一种轻便的大直径测量装置。本装置采用定弦长测弓高的方法，用可更换的钢球实现自动定位，用光栅作为弓高的测量装置。并可通过显示器直接输出被测直径信息。同时，用适应滚道的钢球测量方式可以测量四点接触桃形沟球轴承的内外径，是一种较接近工作状态的测量方式。

　　1检测装置的主要结构

　　该测量装置主要用于测量大型回转支承滚道直径，由固定杆、移动杆、光栅、导轨、接触定位钢球、显示器等组 成 (如 图1 所示)。其中显示器图中未示出。固定杆两端连接两个可更换的钢球，以适应不同滚道圆弧直径。两钢球之间的距离由标定获得为固定值，即固定弦长。与固定杆垂直平分的移动杆和固定杆通过直线移动导轨连接，移动杆连接有一个可更换的钢球，同样可以适应不同滚道圆弧直径要求，钢球圆心 C 至 AB 连线的垂直距离(即弓高)b 由光栅检测数据获得(如图2所示)。

　　2检测装置的工作原理及过程

　　2.1测量外圈内滚道

　　测量原理如图2 所示。当检测回转支承外圈内滚道时，钢球的外侧与滚道接触，通过计算可得回转支承滚道直径。

　　检测时先根据所测对象的尺寸选择合适的钢球。先放置固定杆，将固定杆两端的两个钢球嵌入回转支承外圈的内滚道，然后手动调整移动杆直到将钢球C也嵌入滚道。然后读取测量装置上光栅的值。再通过计算即可得出滚道直径的数值。通过单片机系统可以实现自动计算和被测直径数字量直接输出，从而简化测量过程。

　　如图 2 所示。其中小球半径为 r，滚道半径为 R，滚道直径为D，AB=a，CD=b，OB=s，AB 为固定杆，CD 为移动杆。

　　由图2 可得：

　　通过标定可以得到a、r值，通过光栅检测可以得到b值。由式(4)即可得出回转支承外圈内滚道的数值。

　　2.2测量内圈外滚道

　　测量内圈外滚道时与测量外圈内滚道时方法相似，其测量原理如图3所示。

　　其计算式为：

　　3误差分析

　　3.1间接测量误差传递对最终测量结果的影响

　　本检测装置采用的是一种弓高弦长式的间接检测装置(如图 2 所示)，其中测量值 b、小球的半径 r 以及球 A、B之间的距离 a 的误差都会对最终的测量结果产生影响。通过计算来分析各个值的误差到测量值误差的传递系数。从而可以估计出最终的测量精度以及该测量方法的合理性。