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轮廓测量仪测量轴承套圈挡边角度(负背角)的原理

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发表于 2019-1-16 16:58:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

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前言
       轴承内圈挡边角度(负背角)是轴承的一项重要性能指标,这种特殊结构易于在套圈挡边形成油膜,可以对滚子端面起到良好的润滑作用,并且能够增加套圈承载轴向负荷的能力。传统方法是在G906专用仪器上,由扭簧表定性的读出被测负背角的变化范围,但不能定量的给出被测负背角的实际角度值;此外,由于负背角测量位置特殊,传统方法测量比较困难,且效率低,准确率和重复性都不高,经过反复实验,终于研究出了用轮廓测量仪测量轴承套圈负背角的新方法。目前,此方法已运用于实际测量中,取得了令人满意的测量结果。

测量原理
       将被测内圈放置在平板或量块等附件上,由轮廓仪测量出被测挡边与水平方的夹角θ1,再由轮廓仪测量出端面与水平方向的夹角θ2,由θ1和θ2之间的几何关系,计算出相应的负背角θ3。
测量方法
       主要有两种测量方法:直接测量方法和间接测量方法。
直接测量方法
       (1)将被测内圈放置在平板上,如图1所示。
1.jpg


       (2)用轮廓仪先测量出被测套圈挡边的轮廓,再测量出被测套圈上端面的轮廓。然后借助于分析测量软件,分别计算出被测挡边与水平方向的夹角θ1,被测套圈上端面与水平方向的夹角θ2。由θ1和θ2的几何关系可以得出被测挡边的负背角θ3为:

θ3=θ1 - θ2    (1)

        2.间接测量方法
        当挡边的长度较小时,轮廓仪的测针无法测量到套圈挡边时,应采用此方法。
3.jpg

        (1)将被测套圈倾斜一定角度,放置在一块量块上。
        (2)用轮廓仪测量出被测套圈上端面的轮廓,被测套圈得挡边轮廓。然后借助于测量分析软件,计算出被测套圈上端面与水平方向的夹角θ1,被测套圈挡边与水平方的夹角θ2。由θ1和θ2的几何关系可以得出被测挡边的负背角θ3为:
4.jpg
θ3=θ1 - θ2    (2)

    测量注意事项
    为保证测量结果的准确可靠,用轮廓仪测量负背角时要注意以下几点
    (1)首先做好测量准备工作,如端面去毛刺,恒温等。
    (2)套圈的最大直径方向应与仪器探针的移动方向重合。
    (3)平板的平面度要小于0.008mm。
    测量误差来源分析
    影响测量结果准确性的主要因素有以下几个方面:
    (1)所使用轮廓仪的角度测量精度;
    (2)平板的平面度;
    (3)量块量测量面的平行度;
    (4)被测套圈两端面的平行度。
    经实验分析:以上四项因素引入的角度的测量误差≤5′,而被测套圈负背角的公差带通常为±15′,所以用轮廓仪测量套圈负背角的测量精度完全能够满足工件的实际测量要求。
结束语
    此方法具有测量准确度高、测量效率高,通用性好等优点。此外,本方法又将轮廓仪的应用提高到了一个更新的水平。
附录-SJ5760轮廓测量仪技术参数
X轴
测量范围:0~200mm;
示值误差:±(1.2+2L/100)μm,其中L为水平测量长度,单位:mm;
分辨率:0.01μm;
直线度:2μm/200mm
测量速度:0.1~5mm/s;
移动速度:0~80mm/s;
Z轴
测量范围:0~450mm;
移动速度:0~30mm/s;
Z0轴
测量范围:±25mm;
示值误差:±(2+|2H|/40)μm,其中H为垂直测量高度,单位:mm;
分辨率:0.01μm;
测量力:10~150mN;
爬坡能力:上坡77º,下坡83º;
仪器尺寸(长×宽×高):800×450×1000(mm);
仪器总重量:约120㎏;
2.jpg
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