CN105571457A - 一种球轴承外圈沟底直径测量装置及测量方法 - Google Patents

一种球轴承外圈沟底直径测量装置及测量方法 Download PDF

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张振强
刘胜超
杨浩亮
王琼
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    • G01B5/08Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters

Abstract

一种球轴承外圈沟底直径测量装置,涉及轴承检测技术领域,包括锥型测量体、测量表、辅助保持架和若干辅助钢球,辅助钢球的直径与测量轴承的钢球直径的公称值相同,辅助保持架和若干辅助钢球组装成一体形成一个保持架钢球组件,锥型测量体整体为圆台结构,测量表用于测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差。测量时,将保持架钢球组件的辅助钢球放入测量轴承外圈的钢球沟道内,把安装有测量表的锥型测量体放入保持架钢球组件内,调平并使锥型测量体的圆周面与各辅助钢球接触,平稳旋转锥型测量体一圈,记下测量表的读数,进而根据偏差公式得到沟底直径的精确值。本发明能够准确测量球类轴承外圈沟底直径,避免划伤沟道,操作简单,效率很高。

Description

一种球轴承外圈沟底直径测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及轴承沟底直径检测技术领域,尤其涉及一种球类轴承外圈沟底直径的测量装置及测量方法。
背景技术
目前,球类轴承外圈沟底直径的测量是在轴承外径测量仪上进行的。测量仪有两个固定支点和一个弹性支点;弹性支点与测量表连接;测量时对比标准件,进行轴承沟道底部直径的测量。这样操作有以下弊端:
1、测量支点是环形片,有一定的厚度,不能准确对准轴承外圈沟道底部,不能准确测量沟底直径;
2、测量支点的尖锐金属边缘,有时会划伤轴承外圈沟底滚道,造成轴承表面质量缺陷;
3、测量时,需要测量人员在两个固定支点间,稍用力手动旋转套圈,不同测量人员施加力的位置、力度大小往往不一样,测量结果误差较大;
4、对测量人员的经验和技能水平要求较高;
5、测量速度较慢,效率较低。
发明内容
为了克服上述不足,本发明提供一种球轴承外圈沟底直径测量装置及测量方法,能够精确测量球类轴承外圈沟底直径,且避免划伤轴承外圈沟道,操作简单,效率很高。
本发明是采用如下技术方案实现的:一种球轴承外圈沟底直径测量装置,包括锥型测量体、测量表、辅助保持架和若干辅助钢球,辅助钢球的直径与测量轴承的钢球直径的公称值相同,辅助保持架的圆周设有若干用于安装辅助钢球的兜孔,并保证辅助钢球能够在兜孔内自由旋转且不会轻易掉出,辅助保持架和若干辅助钢球组装成一体形成一个保持架钢球组件,锥型测量体整体为圆台结构,并保证其放入所述保持架钢球组件内后其圆周面能够与各辅助钢球接触,锥型测量体沿其中心轴线位置开设有穿透孔,测量表固定在锥型测量体上且测量表的测头穿过所述穿透孔并从锥型测量体的底面伸出,在测量过程中保持架钢球组件的辅助钢球位于测量轴承外圈的沟底且锥型测量体的圆周面与各辅助钢球接触,测量表用于测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差。
上述一种球轴承外圈沟底直径测量装置的测量方法,包括如下步骤:
(1)、将测量轴承外圈平放于水平测量台上,然后将保持架钢球组件放入测量轴承外圈内,并使保持架钢球组件的各辅助钢球位于测量轴承外圈的钢球沟道内;
(2)、把安装有测量表的锥型测量体放入保持架钢球组件内,调平并使锥型测量体的圆周面与各辅助钢球接触,测量表的测头与水平测量台接触;
(3)、平稳旋转锥型测量体一圈,然后记下测量表的读数D,D代表测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差;
(4)、根据公式De=De0+2Dtgr计算出测量轴承外圈沟底直径的实际值,其中,De代表测量轴承外圈沟底直径的实际值,De0代表测量轴承外圈沟底直径的公称值,r代表锥型测量体的母线与中心轴线之间的锐角夹角。
由于采用了上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
1、高精度辅助钢球直径比轴承外圈沟道截面圆弧直径小,并且两者之间为点接触,因此能精确找到沟底底部,确保了测量的是沟底直径的精确值;
2、辅助钢球表面光滑,避免了划伤轴承外圈沟道表面的可能;
3、测量时只需轻轻转动锥型测量体即可,操作简单,不依赖测量人员的技能水平和经验;
4、测量效率明显提高。
附图说明
图1是球轴承外圈沟底直径测量装置的结构示意图;
图2是辅助保持架和辅助钢球组装后的结构示意图;
图3是测量轴承外圈的沟底直径的示意图;
图4是本发明球轴承外圈沟底直径测量原理示意图;
图中:1—测量轴承外圈;2—辅助钢球;3—辅助保持架;4—锥型测量体;5—测量表;6—卡簧;7—水平测量台;8—测头;9—兜孔;Vc—兜孔锁口的锁量;
以图3和图4所示的二维平面进行说明如下图中标号:R—辅助钢球的半径;0—辅助钢球的圆心;0'—过0的水平直线与锥型测量体中心轴线的交点;O1—实线辅助钢球的圆心;O2—虚线辅助钢球的圆心;O3—过O1的水平直线与实线锥型测量体圆周侧面代表的斜线的交点;O4—过O2的水平直线与虚线锥型测量体圆周侧面代表的斜线的交点;O5—虚线锥型测量体底面代表的水平直线与实线锥型测量体圆周侧面代表的斜线的交点;O6—虚线锥型测量体圆周侧面代表的斜线与其底面代表的水平直线的交点;O7—实线锥型测量体圆周侧面代表的斜线与其底面代表的水平直线的交点;其中,O1、O2、O3、O4四点位于同一水平直线上,O6、O7两点所在的直线为竖直直线;
De—测量轴承外圈沟底直径的实际值,De0—测量轴承外圈沟底直径的公称值,r—锥型测量体的母线与中心轴线之间的锐角夹角。
具体实施方式
如图所示,一种球轴承外圈沟底直径测量装置,包括锥型测量体4、测量表5、辅助保持架3和若干辅助钢球2,辅助钢球2的直径与测量轴承的钢球直径的公称值相同,辅助保持架3的圆周设有若干用于安装辅助钢球2的兜孔9,并保证辅助钢球2能够在兜孔9内自由旋转且不会轻易掉出,辅助保持架3和若干辅助钢球2组装成一体形成一个保持架钢球组件,锥型测量体4整体为圆台结构,并保证其放入所述保持架钢球组件内后其圆周面能够与各辅助钢球2接触,锥型测量体4沿其中心轴线位置开设有穿透孔,测量表5固定在锥型测量体4上且测量表5的测头8穿过所述穿透孔并从锥型测量体4的底面伸出,在测量过程中保持架钢球组件的辅助钢球2位于测量轴承外圈1的沟底且锥型测量体4的圆周面与各辅助钢球2接触,测量表5用于测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差。
其中,锥型测量体4的纵切面形状为等腰梯形,锥型测量体4采用优质工具钢加工,表面质量优良,硬度高,表面光滑,其与保持架钢球组件接触时有调心功能,自动调平。测量表5的测头8可以通过锥型测量体4中心的穿透孔,并能调整测头8在垂直方向的位置,以适应不同高度的轴承外圈;测量表5通过卡簧6固定在锥型测量体4上;测量表5能够精确到0.001mm。辅助保持架3开有圆周均布的四个兜孔9;辅助保持架3的材料选用优质尼龙材料;四个兜孔9带有锁口,能卡住辅助钢球2;锁口的锁量Vc的大小比辅助钢球2的直径略小,可以保证辅助钢球2能塞进兜孔中并能够在兜孔内自由旋转,且辅助钢球2又不会轻易掉出来。辅助保持架3在测量过程中保证不接触测量轴承外圈1和锥型测量体4。辅助钢球2是高精度钢球,其直径与测量轴承的钢球直径的公称值相同。
本发明的上述测量装置的测量方法,包括如下步骤:
(1)、将测量轴承外圈平放于水平测量台上,然后将保持架钢球组件放入测量轴承外圈内,并使保持架钢球组件的各辅助钢球位于测量轴承外圈的钢球沟道内;
(2)、把安装有测量表的锥型测量体放入保持架钢球组件内,调平并使锥型测量体的圆周面与各辅助钢球接触,测量表的测头与水平测量台接触;测量过程中测头与水平测量台始终接触;
(3)、平稳旋转锥型测量体一圈,然后记下测量表的读数D,D代表测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差;旋转锥型测量体一圈是确保辅助钢球找到沟底;
(4)、根据公式De=De0+2Dtgr计算出测量轴承外圈沟底直径的实际值,其中,De代表测量轴承外圈沟底直径的实际值,De0代表测量轴承外圈沟底直径的公称值,r代表锥型测量体的母线与中心轴线之间的锐角夹角。
本发明的测量原理如下:
如图3所示,测量轴承外圈的沟底直径为:
De=2(R+00')(1)
其中,R为辅助钢球的半径,是固定的,故De的值与00'相关。如图4所示,如果测量轴承外圈的沟底直径较小,锥形测量体会上升,辅助钢球的中心会向中间移动;如果沟底直径较大,锥形测量体会下沉,辅助钢球的中心会向外移动。若假定辅助钢球的中心只在水平方向移动,钢球的移动量为O1O2,则只要求得O1O2的精确值就得到了测量轴承外圈沟底直径的精确值。
设测量轴承外圈沟底直径的公称值为De0,则测量轴承外圈沟底直径的精确值为:
De=De0±2O1O2(2)
又根据几何关系(如图4所示),
O1O2=O3O4=O5O6=O6O7tgr(3)
故测量轴承外圈沟底直径的精确值为
De=De0±2O6O7tgr(4)
其中,r是锥型测量体的母线与中心轴线之间的锐角夹角,是定值;O6O7就是锥型测量体中测量表测得的示数D的绝对值(图4中虚线是沟道直径较小时,锥型测量体上升的位置,上升的距离就是O6O7),D代表的实际意义是测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差。
锥型测量体上升时测量表测得的示数D为负值,下降时测量表测得的示数D为正值。测量前,先对表,即用此装置测量轴承外圈标准件,使测量标准件时测量表的表盘指针指向0;当测量实际加工的轴承外圈沟底直径时,表盘指针偏向左边D为负值,偏向右边D为正值,故上述公式(4)可写为:De=De0+2Dtgr。

Claims (2)

1.一种球轴承外圈沟底直径测量装置,其特征在于:包括锥型测量体(4)、测量表(5)、辅助保持架(3)和若干辅助钢球(2),辅助钢球(2)的直径与测量轴承的钢球直径的公称值相同,辅助保持架(3)的圆周设有若干用于安装辅助钢球(2)的兜孔(9),并保证辅助钢球(2)能够在兜孔(9)内自由旋转且不会轻易掉出,辅助保持架(3)和若干辅助钢球(2)组装成一体形成一个保持架钢球组件,锥型测量体(4)整体为圆台结构,并保证其放入所述保持架钢球组件内后其圆周面能够与各辅助钢球(2)接触,锥型测量体(4)沿其中心轴线位置开设有穿透孔,测量表(5)固定在锥型测量体(4)上且测量表(5)的测头(8)穿过所述穿透孔并从锥型测量体(4)的底面伸出,在测量过程中保持架钢球组件的辅助钢球(2)位于测量轴承外圈(1)的沟底且锥型测量体(4)的圆周面与各辅助钢球(2)接触,测量表(5)用于测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差。
2.如权利要求1所述的一种球轴承外圈沟底直径测量装置的测量方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)、将测量轴承外圈平放于水平测量台上,然后将保持架钢球组件放入测量轴承外圈内,并使保持架钢球组件的各辅助钢球位于测量轴承外圈的钢球沟道内;
(2)、把安装有测量表的锥型测量体放入保持架钢球组件内,调平并使锥型测量体的圆周面与各辅助钢球接触,测量表的测头与水平测量台接触;
(3)、平稳旋转锥型测量体一圈,然后记下测量表的读数D,D代表测量轴承外圈沟底到轴承外圈端面的距离的偏差;
(4)、根据公式De=De0+2Dtgr计算出测量轴承外圈沟底直径的实际值,其中,De代表测量轴承外圈沟底直径的实际值,De0代表测量轴承外圈沟底直径的公称值,r代表锥型测量体的母线与中心轴线之间的锐角夹角。
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