圆锥滚子圆度测量的分析改进

    0 引言

    圆锥轴承对圆锥滚子的几何量指标要求很高，尤其是对圆度值的要求。检测圆锥滚子时，我公司一般都是将其直接放在英国产的泰勒 73 型或者 52 型圆度仪工作台上，用无心定位卡盘装夹，然后调试圆度仪进行测量，在相同的生产条件下，圆锥滚子每个单一径向平面的圆度值应差别不大，但笔者在多年的测量过程中，发现测力或者测点位置的不同所测的圆度值也不同。圆度值与测力和测点位置有关将影响到圆锥滚子圆度测量的真实性，因此，分析测力、测点位置对圆度测量的影响，采取恰当的解决方案，将有助于提高圆锥滚子圆度测量的准确性。

    1 原因分析

    以规格为 352226X2-2RZ 圆锥轴承的滚子为例，在未使用胎具的情况下，选择两个测点、两种测力分别测量滚子的圆度值。测量结果见表 1。

    从表 1 中的数据看出，当测力大，测点高时所测得圆度值偏大。就其原因作如下分析，由于该滚子的基面为圆弧面 ( R 为 607 mm) 与工作台接触面积较小，滚子长度相对直径又较大，重心偏高，而无心卡盘的卡爪厚度仅为 0. 3 mm，对圆锥滚子的定位几乎是在单一平面上，且卡盘与滚子的接触点和工作台距离只有 5 mm，所以在测力的作用下，滚动体与无心卡盘之间产生了微小的晃动，因此所测圆度值就偏大，上点和中点相比在相同大小的力作用下，上点的力矩大于中点，所以上点所测圆度值也同样偏大。分析主要原因在于圆锥滚子的基准面均为圆弧面，圆弧R 越小，与工作台的接触面越小，测量过程中越不稳定，得到的圆度值越不真实。

    2 解决方案

    针对圆锥滚子的形状特点，现设计一种专用胎具，如图 1 所示，α 为圆锥滚子的半角。测量时将滚子基准面向上，小头向下放置于该胎具中，以圆锥滚子小头与工作台不接触为佳，由于滚子的自重，胎具内表面与胎具垂直于工作台的中心线的夹角和圆锥滚子的半角相同，这样圆锥滚子就会稳稳地坐落于胎具中，不会出现上下移动的情况，保证了圆锥滚子在测量过程中的稳定性; 再用无心定位卡盘将专用胎具固?定好，移动测头接触到工件，便可调试仪器进行圆度测量，完成该点测量后，退出测头，升降工作台，测头到达另一测量点位置。使用胎具的圆度测量示意图如图 2 所示，测量结果见表 2。

    从表 2 中的数据可以看出，使用了专用胎具后，测值并未随着测点及测力的变化有大的变化，测值相当稳定，能够真实准确地反映出圆锥滚子的圆度，提高了圆度测量的准确性; 另一方面，使用专用胎具后，滚动体的几何形状受到严格控制，从而保证了轴承的使用寿命。实验证明: 使用专用胎具的方法可以推广其它类似圆锥滚子的圆度测量中，所测的圆度值稳定、准确。