CN103411573A - 一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，包括以下步骤：1）选取不同的关节轴承外圈内球面的截面；2）利用同一平面内相互垂直的两对测量传感器对每一个截面的直径进行多次测量；3）对同一截面多次测量所得的直径数据求平均值，将测量值与平均值进行比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面截面的圆度；4）根据不同截面的直径数据计算出弧度，求平均值，将弧度值与平均值比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面的球度；5）确定产品合格率；6）误差分析。本发明的有益效果为：非接触式测量，不会伤害产品表面；适用范围广，易操作，安全性高；检测精度、效率高，具有开发价值。

Description

一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法
技术领域
本发明涉及一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法。 
背景技术
关节轴承主要是由一个内圈的外球面和一个外圈内球面特殊结构组成的轴承，能承受较大的负荷。关节轴承的结构比滚动轴承简单，其主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成。关节轴承一般用于速度较低的摆动运动（即角运动），由于运动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动（即调心运动），在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。 
圆球度表示非球形颗粒的形状与球形的差异，又称为形状系数(shape factor)，一般用符号φs表示。圆球度是与颗粒体积相等的圆球的外表面SS与颗粒的外表面积Sp之比，即φs=SS/Sp。由于非球形颗粒的外表面积Sp 一定大于等体积圆球的外表面积SS，因此φs≤1。φs值愈小，说明颗粒的形状与圆球的差异愈大。 
作为关节轴承外圈内球面的重要参数，圆球度对其工作过程具有较大影响，然而现有检测技术普通设备在不伤害产品表面的情况下无法进行测量，而且测量数据不够精确，伤害产品表面。 
发明内容
本发明的目的是提供一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 
一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，包括以下步骤：
1）选取不同的关节轴承外圈内球面的截面； 
2）利用同一平面内相互垂直的两对测量传感器对每一个截面的直径进行多次测量；所述利用同一平面内相互垂直的两对测量传感器安装于测量棒上，将测量棒置于外圈内，先测出四个测量点与测量棒点之间的距离，将对应两测量值相加，取测量值大的即得出该截面圆的直径，通过移动测量装置或移动被测物体来检测多个截面的多组直径数据。
3）对同一截面多次测量所得的直径数据求平均值，将测量值与平均值进行比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面截面的圆度； 
4）根据不同截面的直径数据计算出弧度，求平均值，将弧度值与平均值比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面的球度，计算移动增量△x和截面圆直径增量△y，将△y/2和△x的比值取为弧度值；
5）将测量值与设计值进行比较分析，计算误差，根据误差大小，确定产品合格率；
6）误差分析，包括来自四个测量传感器的测量精度得出的误差、来自四个测量传感器的同一平面和相互垂直的精度引起的误差和数据处理及显示装置系统误差。
本发明的有益效果为：非接触式测量，不会伤害产品表面；适用范围广，易操作，安全性高；检测精度高，效率高，具有开发价值。 
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。 
图1是本发明所述关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法直径测量的原理图。 
具体实施方式
本发明实施例所述的关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，包括以下步骤： 
1）测某一直径，将测量棒置于关节轴承外圈内，如图1所示，O’为测量棒点，测量棒上装有同一平面相互垂直两组四个测量传感器，分别测出O’a、O’b、O’c和O’d，其中a、b、c、d为外圈内球面上的四个测量点。根据几何知识得到，圆内相互垂直的任意两条弦，其中有一条弦一定经过该圆的圆心，长度也是最长的，即直径，如图1所示。将对应两测量值相加，取测量值大的，即测出某一截面圆的直径；
2）测一组直径，转动测量装置（或转动被测物体），原理步骤同上，测出一组直径测量值；
3）判定圆度，如表1所示，计算平均值，测量值与平均值比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面某一截面的圆度；
4）测另外直径，移动测量装置（或移动被测物体），原理步骤同1）、2），测出另外几个截面圆的几组直径测量值；
5）判定另外圆度，如表1所示，原理步骤同3），判定内球面另外几个截面的圆度；
6）判定球度，根据几何知识得到，tanθ=△x/△y/2≈θ，其中，△x为移动增量，△y为截面圆直径增量，θ为角度，当△x变化量小时，θ接近于弧度。如表1所示，计算出弧度，计算平均值，测量值与平均值比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面球度； 
7）检测合格率，如表1所示，测量值与设计值（平均值）比较分析，计算误差，根据误差大小，确定产品合格率；
8）误差分析，来自四个测量传感器的测量精度，而得出的误差；来自四个测量传感器的同一平面和相互垂直的精度，而引起的误差；数据处理和显示装置系统误差，三项综合即为检测误差。
表2、表3为具体测量的一组数据。 
表1
Figure DEST_PATH_706890DEST_PATH_IMAGE001
表2
 
表3
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
。
 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）选取不同的关节轴承外圈内球面的截面； 
2）利用同一平面内相互垂直的两对测量传感器对每一个截面的直径进行多次测量；
3）对同一截面多次测量所得的直径数据求平均值，将测量值与平均值进行比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面截面的圆度；
4）根据不同截面的直径数据计算出弧度，求平均值，将弧度值与平均值比较分析，根据误差大小，判定外圈内球面的球度；
5）将测量值与设计值进行比较分析，计算误差，根据误差大小，确定产品合格率；以及判定产生误差存在地和分析产生原因；
6）误差分析。
2.根据权利要求1所述的关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，其特征在于：步骤2）中，所述利用同一平面内相互垂直的两对测量传感器安装于测量棒上，将测量棒置于外圈内，先测出四个测量点与测量棒点之间的距离，将对应两测量值相加，取测量值大的即得出该截面圆的直径。
3.根据权利要求2所述的关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，其特征在于：步骤2）中，通过转动测量装置或转动被测物体来检测同一截面的多组直径数据。
4.根据权利要求3所述的关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，其特征在于：步骤4）中，计算移动增量△x和截面圆直径增量△y，将△y/2和△x的比值取为弧度值。
5.根据权利要求4所述的关节轴承外圈内球面圆球度的检测方法，其特征在于：步骤6）中，所述误差分析包括来自四个测量传感器的测量精度得出的误差、来自四个测量传感器的同一平面和相互垂直的精度引起的误差和数据处理及显示装置系统误差。
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