球面滚子素线曲率半径的测量

　　球面滚子轴承由于独特的结构,其滚子素线曲率半径对轴承内部滚子和内、外滚道的接触状态产生直接的影响,进而影响轴承的使用寿命。同时,一套轴承内每个滚子之间素线曲率半径之差也影响着轴承的旋转精度。要提高球面滚子轴承的使用寿命和旋转精度,首先须解决如何准确测量球面滚子素线曲率半径的问题。

　　1 传统的测量方法

　　目前,对球面滚子素线曲率半径广泛采用的是圆盘量规刮色法定性测量。其原理如图1所示,圆盘量规球面的曲率半径与滚子素线曲率半径名义值相等。测量时,在被测滚子滚动表面涂色,通过刮色看滚子与量规球面的接触面积。该方法简便易行,但由于较多地依赖测量者的经验及操作技巧,且无法定量反映测量值,测量误差较大。

　　随着部分主机对球面滚子轴承寿命和旋转精度要求的提高,传统的测量方法在一定程度上已不能满足要求,利用仪器作定量测量在我公司已逐步得到推广。

　　2 曲率半径测量仪工作原理

　　如图2所示,球面滚子素线曲率半径测量仪工作台上装有两个测支点,一个定位支点和端面支点。两个侧支点2之间的距离为2l,球面滚子素线曲率半径R,圆弧曲率中心和两个侧支点连线之间的距离A。测量点1位于两个侧支点2之间并且与两个侧支点等距,为l。这些支点都是可以调整的,以适合测量不同规格的滚子。仪表通过测量滚子素线凸出两个侧支点2连线的距离h的值来间接定量测量滚子素线曲率半径R的值。

　　从图2可以看出

　　在(1)、(2)式中l为定值,当R变化时,必然引起h的变化,由h的变化可以计算出相应的R值的变化。

　　对(1)式求导,其导函数为

　　由(3)式可以看出,hc<0。因此,(1)式中,h是R的减函数。测量时要注意R及h的变化方向。当R增大时,h减小,R减小时,h增大。

　　3 滚子素线曲率半径的测量

　　对球面滚子素线曲率半径采用滚子标准件(标准滚子)比较法测量。以22220C滚子为例,其素线曲率半径R78 0-0.35mm,即Rmax=78mm,Rmin=77.65mm,滚子长度16.5 mm。测量步骤如下:

　　(1)首先用标准滚子或被测滚子调整仪器。根据被测滚子尺寸调整各个支点的位置使之与被测滚子相适应;用高度为13mm块规调整两个侧支点2,使两者之间的距离2l=13mm,即l=6.5mm。

　　(2)用标准滚子对表。需要注意的是,标准滚子素线的实际曲率半径值并不一定同滚子素线曲率半径名义值完全相同,往往会存在一定偏差,需要通过对表来校准,其校准值会在标准滚子上标出。例如,标准滚子的实际曲率半径值为R77.7mm,l=6.5 mm,标准滚子上会注明校准值+1Lm,对表时,转动表盘使表针指向刻度值+1um,即完成对表。