轴承测量仪圆度测量误差分析及调整

    在轴承加工过程中,对圆度的控制通常采用两种方法,一种是利用轴承测量仪对圆度值进行估算,另一种则是通过圆度仪进行测量。其中,利用轴承测量仪进行圆度估算在生产应用中极为广泛,但得到的估算值只是一个近似值,而圆度仪测量采用的是符合圆度定义标准的计算方法,因此,采用这两种方法所得到的测量值都存在着一定的误差。特别是在实际工作中,针对同一个产品采用两种方法所得到的测量值相差很大,有时甚至会怀疑测量方法的正确性。因而,需要对轴承测量仪测量圆度误差的方法进行分析和研究,找出改进的办法,以消除这种误差。

    1 反映系数推导

    1.1 圆度误差富氏级数

    圆度误差富氏级数表达式为

    式中: i为谐波数(即产品的棱数);Ci为谐波峰值,分别代表x、y的直角坐标量;<为i次谐波量的初相位,<=-bi/ai; iH+i<为相位角。

    1.2 圆度误差与反映系数

    反映系数反映了测量值对真实圆度误差值的放大或缩小程度,即

       Kn=S/Δr, (2)

    式中:下标n为谐波数;S为量表指针最大值与最小值之差;$r为实际圆度误差值。结合(1)式可得

    利用图1所示结构及产品测量时各支承点对量表的反应值变化,并依据(1)式,可以推导出反映系数Kn的函数表达式[1]为:

    图1所示A为测量支承夹角,B为量表测量角,即测量方向与测量支承夹角平分线之间的角度。从(3)式可得,当产品棱数确定时,A和B角将决定反映系数Kn值,最终影响圆度测量结果。

    2 轴承测量仪结构及调整的误差分析

    根据图1所示的3种不同结构类型,结合实际工作中常见D022,D923A,D012及D913A轴承测量仪,对其结构类型进行分析,并根据这4款轴承测量仪现有调整方式所得到的A和B,分别进行产品圆度测量误差的分析,并提出调整方法。

    2.1 D022轴承测量仪

    D022轴承测量仪采用的是顶式非对称三点测量,其结构类型与图1b所示结构一致,两支承理想夹角成90b,并可通过导槽进行上下调整,因此A和B角会因为支承的调整高度以及两支承的平行度而发生变化,调整状态如图2所示。若测量同一产品,当两支承的高度改变时,支承与产品的公共切线会发生旋转和偏移,因此,在实际调整过程中,可将指向端面的表针作为参照调整支承高度,以有效控制A角的一个变动范围。以测量内圈沟道直径D=50 mm的产品为例,采用直径d=6 mm的钢球支承(即轴承测量仪上的定位支点),通过目视控制的办法,支承调整时偏离理想高度可在?1.5 mm范围内等概率分布,则可利用以下公式计算出因支承调整误差所引起的A角的变动范围。