CN117404985A - 大型回转支承径向滚道检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轴承检测技术领域，具体涉及一种大型回转支承径向滚道检测装置及检测方法，包括卡盘，所述卡盘上固定有轴承套圈和对应轴承套圈设置的测量基座，测量基座内可拆卸连接有基杆，所述基杆和轴承套圈之间设置测量表，所述测量表的测杆两端分别为定位测头和活动测头，所述定位测头和活动测头分别与基杆和轴承套圈滚道接触测量。本发明通过设置于卡盘上的测量基座和基杆作为轴承套圈滚道的测量基准，对加工中的轴承套圈滚道进行在线测量，避免了轴承套圈另行移动测量又重新加工的麻烦，同时能够规避加工与测量过程中温度变化的复杂影响，降低人为和检具等因素导致的测量误差、提高测量精度，简化测量步骤。
Description
技术领域
本发明属于轴承检测技术领域，具体涉及一种大型回转支承径向滚道检测装置及检测方法。
背景技术
大型回转支承类零件的回转游隙和精度是轴承应用寿命的关键评价指标，传统检测方法为管尺和样圈。但受测量精度、人为因素和复杂温度影响，多年来行业上在滚动体单规值前提下一次产品合套率均低于65%，严重影响到产品的加工和合套装配质量、出产效率。
具体来说，大型回转支承滚道大体可分为球形、V形和直线形。传统的终检手段为直径测量，量具一般采用管尺（分为球头和直面测头）和样圈配合完成（参见附图一）。但因样圈变形、人为检测偏差和复杂温度变化等不利因素影响，单件综合检测误差会大于0.12mm，无法满足配套的公差要求，所以3米以上的回转支承类产品单规值的一次合套率只能做到65%左右，其余需二次、甚至三次返修重新配套，既会因累计偏差影响品质，又会导致出产效率下降。并存在：1、受三坐标（样块）测量范围限制，无法对超大样圈进行有效校对，应用现场存放困难；2、样圈自身变形导致的测量精度误差，约为0.05-0.09mm；3、样圈的室温存放，存在复杂温度变化，3米直径的变化值为0.045mm/℃；4、人工检测误差约为0.05mm。
以上列举的后3条累计综合误差一般大于0.12mm（单件），根本无法百分之百满足配套公差要求。只有规避掉温度带来的涨缩量、样圈形状偏差、人为检测误差和大型量具检测误差，才能谈大型工件在常温下的检测精度，才能确保轴承合套率。
发明内容
根据上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种大型回转支承径向滚道检测装置及检测方法，对滚道的尺寸公差和形位公差进行在线测量，适用车、磨等工序。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：大型回转支承径向滚道检测装置，包括卡盘，所述卡盘上固定有轴承套圈和对应轴承套圈设置的测量基座，测量基座内可拆卸连接有基杆，所述基杆和轴承套圈之间设置测量表，所述测量表的测杆两端分别为定位测头和活动测头，所述定位测头和活动测头分别与基杆和轴承套圈滚道接触测量。
进一步地，所述测量表包括内径百分表和百分表/千分表，内径百分表的测杆通过定位测头和活动测头测量基杆测点和轴承套圈滚道测点之间的距离变化，所述百分表/千分表显示距离变化值。
进一步地，大型回转支承径向滚道检测装置还包括用于校准测量表的样圈，所述样圈的内径与基杆测点到轴承套圈滚道测点之间的距离相一致。
进一步地，所述轴承套圈滚道为球滚道或V型滚道，活动测头为直测头，定位测头为球测头，定位测头装配至球滚道或V型滚道内定位，活动测头与基杆接触测量。
进一步地，所述轴承套圈滚道为直面滚道，定位测头与活动测头均为直测头，定位测头与基杆接触定位，活动测头与直面滚道接触测量。
进一步地，所述基杆通过插槽插装连接在测量基座内，插槽为自上而下逐渐收缩的锥形结构，插槽底部设置有用于对基杆限位的顶丝；所述插槽上连通有止转槽，基杆上设置有与止转槽配合的止转块，止转块与止转槽配合对基杆进行周向定位。
进一步地，所述测量基座通过螺栓可拆卸连接在卡盘上。
进一步地，所述测量基座通过滑道滑动连接在卡盘上并通过螺栓固定。
进一步地，所述轴承套圈通过磁力座固定在卡盘上。
大型回转支承径向滚道检测装置的检测方法，在卡盘上固定轴承套圈和测量基座，旋转卡盘，加工轴承套圈滚道后，在测量基座内安装基杆，以基杆为检测基准，通过测量表的定位测头和活动测头对基杆测点到轴承套圈滚道测点之间距离进行检测，根据检测结果对轴承套圈滚道再次加工，直至测量表检测值达到预定范围。
进一步地，测量表使用前通过样圈对测量表进行校准，样圈的内径与基杆测点到轴承套圈滚道测点之间的距离相一致，使用测量表对样圈内径进行检测并使读数归零。
本发明的有益效果：本发明通过设置于卡盘上的测量基座和基杆作为轴承套圈滚道的测量基准，对加工中的轴承套圈滚道进行在线测量，避免了轴承套圈另行移动测量又重新加工的麻烦，同时能够规避加工与测量过程中温度变化的复杂影响，降低人为和检具等因素导致的测量误差、提高测量精度，简化测量步骤。
附图说明
图1为球滚道检测装置示意图；
图2为直面滚道检测装置示意图
图3为检测样圈示意图；
图中：1、球类回转支承内圈， 2、测量基座， 3、基杆， 4、内径百分表， 5、百分表/千分表， 6、定位球测头， 7、活动直测头， 8、定位直测头， 9、样圈， 10、顶丝， 11、止转块，12、磁力座， 13、卡盘， 14、球滚道， 15、三排类回转支承内圈， 16、直面滚道， 17、螺栓孔。
具体实施方式
为了使本发明的结构和功能更加清晰，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
参见附图1，大型回转支承径向滚道检测装置，包括卡盘13，所述卡盘13上固定有球类回转支承内圈1和对应球类回转支承内圈1设置在外侧的测量基座2，测量基座2内可拆卸连接有基杆3，所述基杆3和球类回转支承内圈1之间设置内径百分表4和百分表/千分表5，所述内径百分表4的测杆两端分别为定位球测头6和活动直测头7，定位球测头6装配至球滚道14内定位，活动直测头7与基杆3接触测量。内径百分表4的测杆通过定位球测头6和活动直测头7测量基杆3测点和球滚道14测点之间的距离变化，所述百分表/千分表5显示距离变化值。
进一步地，所述回转支承内圈滚道为V型滚道时，定位球测头8装配至V型滚道内定位，活动直测头7与基杆3接触测量。
进一步地，所述基杆3通过插槽插装连接在测量基座2内，插槽为自上而下逐渐收缩的锥形结构，插槽底部设置有用于对基杆3限位的顶丝10；所述插槽上连通有止转槽，基杆3上设置有与止转槽配合的止转块11，止转块与止转槽配合对基杆3进行周向定位。
进一步地，所述测量基座2通过螺栓可拆卸连接在卡盘13上或测量基座2通过滑道滑动连接在卡盘13上并固定，滑道连接相较于螺栓连接具有无极调节的优势，能够更好掌握基杆与滚道间的距离。
进一步地，所述球类回转支承内圈1通过磁力座12固定在卡盘13上。
该径向检测装置和检测方法应用于大型回转支承产品上，可检测复杂曲面、球形、V形、台阶面、直面等诸多滚道表面的尺寸公差和形位公差，适用车、磨等工序，在轴承滚道配套、装配工序发挥决定性作用，检测精度0.01mm以内。
大型回转支承径向滚道检测装置的检测方法，在卡盘13上固定球类回转支承内圈1和测量基座2，旋转卡盘13，加工球类回转支承内圈1的球滚道后，在测量基座2内安装基杆3，以基杆3为检测基准，通过内径百分表4测杆的定位测球头8和活动直测头7对基杆测点到球滚道测点之间距离进行检测，根据检测结果对球滚道再次加工，直至检测值达到预定范围。
进一步地，大型回转支承径向滚道检测装置还包括用于校准内径百分表4和百分表/千分表5的样圈9，所述样圈9的内径与基杆测点到球滚道测点之间的距离相一致。使用前通过样圈对内径百分表4和百分表/千分表5进行校准，使用内径百分表4和百分表/千分表5对样圈内径进行检测并使百分表/千分表5读数归零。再用内径百分表4和百分表/千分表5对基杆测点到球滚道测点之间的距离进行测量，通过百分表/千分表5的读数调整滚道的加工状态。本发明采用直径100mm小样圈，基杆测点相对于球滚道测点的距离也为100mm。
基于上述技术方案，本发明中测量基座2相对于轴承套圈的位置固定，检测时的状态为对滚道的单点检测，轴承套圈旋转加工，通过测点的滚道数据可以推及至整个圆周滚道的数据。
经测算，与传统的管尺直径测量法对比，3米以上的回转支承类综合检测精度由0.12mm提高到0.02mm，操作者单人即可操作，无需流水员、检查员多次重复测量，节省了人工成本和量检具耗材成本，对防止多次修车（磨）带来的质量风险有积极意义，确保回转支承类的一次合套率达到98%的钢性指标。
需要说明的是，若检测球类回转支承外圈，则测量基座2及配套的测量工装需要安装在球类回转支承外圈的内径侧，其他结构和测量方法不变。
本发明采用新的测量发明装置，设计结构为：测量基座+基准杆+直径100mm小样圈+内径百分表+百分表（或千分表）组合而成。其中基座和基准杆组合为基准件，也是此装置的关键部分，要求基杆对基座有很高的定位和重复定位精度，且抽插自如。工作原理是将基座固定与卡盘平面上（T型块连接），加工时将基杆拔离基座；检测时将基杆插入基座，再应用内径百分表对加工径与基杆之间距离进行测量（参见附图二、三），达到所需检测值即为合格，否则继续加工直至达标。本发明的创新点为：
1、取消一比一样圈，用直径100-150mm小样圈取代，加工的内、外圈首件三坐标检测值或试合套力矩值来确定这一批次产品的配套游隙，目的是消除样圈带来的形状误差和温度涨缩量；
2、取消管尺测量，以内径百分表+小样圈（直径100-150mm）组合替代，其中内径百分表测头分为直杆和球头二种（参见附图二、三），分别对应直面滚道和球形（或V形）滚道，并经样圈校尺进行测量，目的是规避管尺和直径测量带来测量误差和温度涨缩量；
3、取消双人工配合检测，以单人+内径百分尺来规避此项偏差，特别是同一件工件不同2人组合导致的人为测量偏差（例如操作者、检查员和流水员三方面）；
4、取消复杂温补（样圈、在制圈、配套圈和检具要分别计算温补），而把在制圈温度设为基准，配套圈进行一次温补就可消除温度涨缩量差值。
这套 “径向检测装置和检测方法”研制成功，被广泛应用到各类型回转支承轴承车、磨滚道工序终检中，将合套率提高到98%以上，直线度的检测精度达到0.001mm，完全可满足≤0.02mm的轴承配套技术要求。这套装置及其检测方法也为大型环件滚道终加工提供了一种全新、广谱的检测方案，具有很高的应用价值和社会价值。
实施例2
参见图2，实施例2的结构与实施例1基本相同，不同之处在于，实施例2测量三排类回转支承内圈15的直面滚道16，定位直测头8与基杆3接触定位，活动直测头7与直面滚道16接触测量。
需要说明的是，本发明未详述部分为现有技术。
以上列举的仅是本发明的最佳实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：包括卡盘，所述卡盘上固定有轴承套圈和对应轴承套圈设置的测量基座，测量基座内可拆卸连接有基杆，所述基杆和轴承套圈之间设置测量表，所述测量表的测杆两端分别为定位测头和活动测头，所述定位测头和活动测头分别与基杆和轴承套圈滚道接触测量。
2.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述测量表包括内径百分表和百分表/千分表，内径百分表的测杆通过定位测头和活动测头测量基杆测点和轴承套圈滚道测点之间的距离变化，所述百分表/千分表显示距离变化值。
3.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：还包括用于校准测量表的样圈，所述样圈的内径与基杆测点到轴承套圈滚道测点之间的距离相一致。
4.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述轴承套圈滚道为球滚道或V型滚道，活动测头为直测头，定位测头为球测头，定位测头装配至球滚道或V型滚道内定位，活动测头与基杆接触测量。
5.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述轴承套圈滚道为直面滚道，定位测头与活动测头均为直测头，定位测头与基杆接触定位，活动测头与直面滚道接触测量。
6.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述基杆通过插槽插装连接在测量基座内，插槽为自上而下逐渐收缩的锥形结构，插槽底部设置有用于对基杆限位的顶丝；所述插槽上连通有止转槽，基杆上设置有与止转槽配合的止转块，止转块与止转槽配合对基杆进行周向定位。
7.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述测量基座通过螺栓可拆卸连接在卡盘上或测量基座通过滑道滑动连接在卡盘上并固定。
8.根据权利要求1所述的大型回转支承径向滚道检测装置，其特征在于：所述轴承套圈通过磁力座固定在卡盘上。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的大型回转支承径向滚道检测装置的检测方法，其特征在于：在卡盘上固定轴承套圈和测量基座，旋转卡盘，加工轴承套圈滚道后，在测量基座内安装基杆，以基杆为检测基准，通过测量表的定位测头和活动测头对基杆测点到轴承套圈滚道测点之间距离进行检测，根据检测结果对轴承套圈滚道再次加工，直至测量表检测值达到预定范围。
10.根据权利要求9所述的大型回转支承径向滚道检测装置的检测方法，其特征在于：测量表使用前通过样圈对测量表进行校准，样圈的内径与基杆测点到轴承套圈滚道测点之间的距离相一致，使用测量表对样圈内径进行检测并使读数归零。
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