漏球法测量微型无内圈轴承内径

　　微型无内圈轴承钢球组内径(以下简称内径),因无适用的测量仪器,一般采用漏球法测量。漏球法就是将一系列尺寸已知的检验钢球,依次从轴承内径处漏过,以确定轴承内径的尺寸范围。传统的检验方法是由手工漏球,即检验人员直接将检验钢球从轴承内径处一一拨过,以确定轴承内径的尺寸范围,直至有球在一定人工推力下不能通过为止。由于测量时每个测量者对检验钢球施加的力不同(既使是同一个测量者,两次测量所施加的力也不一定相同)从而造成测量误差,给生产、验收带来诸多不便。

　　为了更准确可靠地测出该尺寸,采用了如图1所示的测量装置。在检验轴承内径时,被测轴承放在测量座上,检验钢球通过加载座用砝码进行加载测量。通过此装置能够较准确的控制漏球力,提高检测的重复性。由于检验钢球是在一定的载荷推动下漏过,为了更加准确的确定内径尺寸,有必要对载荷与过盈量的关系进行分析。

　　检验钢球漏过时需产生弹性变形以克服过盈产生的机械阻力及与轴承钢球间的摩擦阻力。以ZYS-067微型直滚道无内圈轴承为例,其受力分析如图2所示,该轴承共有9粒钢球。

　　由受力分析可知:

　　检验钢球能漏过时

式中R1--外圈内半径,R1=1.212mm

　　R2--钢球的半径,R2=0.305mm

　　R3--检验钢球的半径,R3=0.6mm

　　G--过盈量,mm

　　G=R2+R3-(R1-R2)

　　P32--钢球与检验钢球间的作用力

　　P12--钢球与外圈沟径间的作用力

　　P43--底面对钢球的作用力

　　F--钢球对检验钢球摩擦力轴向合力

　　N--外加载荷

　　f--检验钢球与钢球间的摩擦系数由赫兹公式可知,两球之间的接触变形为

　　钢球与外圈的接触变形为

　　R^/1--外圈沟径的曲率半径(本轴承为直滚道

　　R^/2--钢球的曲率半径(Rc2=R2)

　　E--弹性模量,E=2.3×10⁵NPmm²

　　查表得λ=1.989

　　由于通常过盈量和A角较小,且径向摩擦力也较小,可忽略不计,故cosAU1,P12UP32,又

　　用(2)式计算漏球力需求最大值,计算较繁琐,且摩擦系数f因法向载荷和接触面积的影响有一定的变化,使用时不易确定。经实验发现,当过盈量G较小时,以经验公式N>2.8×10×计算漏球力,结果与实验较为吻合且计算方便。

　　依据上述公式可以推出在不同过盈状态下所对应的载荷,如表1所示。

　　由表1中可以看到,当过盈量较少时,每级之间的测量载荷差较小,虽然采用了专用工具进行测量,但是由于摩擦力、惯性力的影响,易产生测量偏差;同时,随着过盈量的增加测量载荷增大,易产生测量伤。经生产实践证明,对ZYS-067采用0.003mm左右的过盈量进行测量时,既能有效地减少测量误差,又可避免测量伤的产生。对几套ZYS-067的实测结果列于表2。图3为实测结果的散点图。