利用三坐标测量机测量调心滚子轴承内圈压力点直径尺寸的方法

　　1 前言

　　随着科学技术的发展，轴承在各个领域的应用越来越广泛，尤其在航空、航天、铁路、纺织、煤矿、印刷等领域更为突出。我公司不断开发新产品，以满足飞速发展的轴承市场。成品八分厂生产的调心滚子轴承应用于矿山领域，其价值非常高。

　　由于客户需求，产品不断向大尺寸发展，以前我公司无法测量大尺寸调心滚子轴承内套压力点直径尺寸d压标准件(图1)，铁路轴承分厂调心滚子轴承工段利用外套和滚子与内套装配后，在已知外套和滚子尺寸的情况下合出内套尺寸，这样合出的内套标准件尺寸误差很大，造成生产周期延长，生产效率极低。现研究了一种利用三坐标测量机测量大尺寸调心滚子轴承内套压力点直径尺寸的方法，解决了生产难题，提高生产效率。

　　2 测量原理

　　测量原理见图2。根据图纸上给定的调心滚子轴承内套的压力角β 及压力点高度H压，建立几何关系，计算出探针球心到基准端面A的高度 h球心，然后利用三坐标测量机以基准端面和内径建立工件坐标系，利用Qunidos 软件编程实现使探针球心的Z轴坐标为- h球心，Y轴坐标为零，在X轴的正、负方向上各测量一点，利用求两点间距离的命令，求得两点间的距离K。再利用几何关系，计算出调心滚子轴承内套压力点直径尺寸d压。

　　3 几何关系的建立

　　由于调心轴承内滚道是圆弧状曲线，当探针与之接触测量时(如图3)，首先与滚道接触的点是探针球的A 点，即调心轴承内滚道的压力点，而三坐标测量机计算的接触测量值是探针球的最大直径方向的点C，这一点首先要明确，那么如何使探针的接触测点A 位于图纸给定的压力点高度H压，这是关键，通过计算探针的球心位置即可。

其中：R球—探针球的半径，

　　H压—图纸给定的压力点高度，

　　β— 图纸给定的压力角。

　　计算出探针球心的位置后，利用三坐标测量机的Qunidos 软件编程测量工件的基准端面A和内径建立工件坐标系(如图2)，使探针球心的Z轴坐标为- h球心，Y 轴坐标为零，在X 轴的正、负方向上各测量一点，利用求两点间距离的命令，求得两点间的距离K。然后根据几何关系推导出:

其中：D球—探针球的直径，

　　β— 图纸给定的压力角，

　　K— 探针球在 Z 轴坐标为- h球心位置触测滚道两点时的距离。

　　4 实例验证

　　传统测量调心滚子轴承内套压力点直径尺寸的方法是在卧式测长仪上用滚棒和量块组合进行间接测量，得出压力点直径尺寸，但受卧式测长仪测量范围及其承重能力的影响，一般只能测到压力点直径尺寸200mm 以下。现用传统方法测量调心滚子轴承24030CA.02 内套压力点直径实际尺寸d实际压=169.524mm。