QJ類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈滾道直徑測量誤差分析

王 曼

（瓦房店軸承集團特種精密軸承有限責任公司，遼寧 瓦房店 116300）

一直以來(lái)，我公司加工的 QJ 類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈車(chē)工和磨工操作者對滾道測量結果存在爭議，磨工操作者經(jīng)常反饋車(chē)工后內圈滾道留量偏小。通過(guò)對比車(chē)工、磨工滾道測量數據，發(fā)現同一個(gè)規格同一件產(chǎn)品，磨工測量結果比車(chē)工測量結果約小 0.2～0.3 mm，存在測量誤差[1]。

以 QJ220 內圈為例，車(chē)工、磨工測量數據見(jiàn)表 1。品、造成質(zhì)量事故，嚴重影響軸承出產(chǎn)率。因此對 QJ 類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈滾道直徑測量問(wèn)題進(jìn)行原因分析勢在必行。

表1 QJ220 內圈滾道直徑測量數據統計表 mm

2.1 原因分析

2.1.1 車(chē)工和磨工內圈滾道測量基準不一致，詳見(jiàn)圖 1

圖1 車(chē)工、磨工測量基準示意圖

從圖 1 中可以看出，車(chē)工以?xún)热Υ蠖嗣?B 面為測量基準，磨工以?xún)热π《嗣?A 面為測量基準，滾道直徑尺寸測量結果受內圈端面尺寸及散差影響。

2.1.2 車(chē)工、磨工滾道測量位置不一致

車(chē)工按照《向心及角接觸球軸承車(chē)工圖設計標準》進(jìn)行設計，標準中規定車(chē)工滾道測量位置：H=B-P +X +△B/2，其中：

B——成品端面寬度

P——成品內圈滾道接觸點(diǎn)距離

△B——端面磨量

X——車(chē)削測量位置到滾道接觸點(diǎn)之間縱向坐標

磨工測量位置為滾道接觸點(diǎn)位置，具體車(chē)工、磨工滾道測量位置示意圖見(jiàn)圖 2。

圖2 車(chē)工、磨工滾道測量位置示意圖

2.1.3 車(chē)工、磨工滾道測量方法及選用滾道標準件不一致

內圈滾道測量方法分別依據車(chē)工圖紙和產(chǎn)品圖紙確定，按照圖紙規定的測量基準、測量位置進(jìn)行測量，具體測量方法如下：

車(chē)工滾道直徑測量方法[2]：

采用測量?jì)x器為橫行表臺，按照圖紙規定測量位置調整橫行表臺儀器兩側表尖和頂尖高度，保證在同一條水平線(xiàn)上；

選用標準量塊為標準件，按照滾道直徑尺寸dic組配并用標準量塊對表（見(jiàn)示意圖 3）。

圖3 車(chē)工滾道標準件對表示意圖

測量?jì)热L道時(shí)，將車(chē)工大端面朝下和橫行表臺臺面接觸，測量表尖指在滾道直徑上，轉動(dòng)內圈并找到滾道直徑尺寸最大點(diǎn)完成測量（見(jiàn)示意圖 4）。

圖4 車(chē)工滾道測量示意圖

磨工滾道直徑測量方法：

采用測量?jì)x器為外徑測量?jì)x D914，用標準滾道自選樣圈對表[3]。標準滾道自選樣圈從產(chǎn)品中選出，送檢計量部門(mén)由專(zhuān)業(yè)計量人員進(jìn)行鑒定。

測量時(shí)，將小頭端面朝下和 D914 外徑儀器臺面接觸，表尖指在滾道接觸點(diǎn)位置及附近，旋轉內圈找到滾道直徑最大尺寸完成滾道直徑尺寸測量（見(jiàn)示意圖 5）。

圖5 磨工滾道測量示意圖

綜上所述，QJ 類(lèi)四點(diǎn)接觸球軸承內圈滾道測量存在誤差主要有測量基準、測量部位、測量?jì)x器、對表用標準件四個(gè)影響因素。采用排除法對影響因素逐條進(jìn)行分析。

首先針對測量基準、測量?jì)x器，根據多年工作經(jīng)驗判定不是主要影響因素。因為車(chē)工端面尺寸散差控制在 0.03 mm 以?xún)?，對測量結果影響不大；
橫行表臺和 D914 外徑測量?jì)x在測量原理上一樣，都是測量滾道直徑徑向方向最大尺寸，可以排除測量?jì)x器原因。

其次針對測量部位，磨工測量時(shí)測量部位可和車(chē)工測量部位保持一致，影響因素可消除。

最后針對標準件，為了便于確定標準件是否為主要影響因素，選取 QJ220 一件滾道車(chē)加工完的內圈。在橫向表臺儀器上，按照車(chē)工圖紙規定測量位置及尺寸進(jìn)行對表測量，不同的是分別采用標準量塊和標準滾道自選樣圈進(jìn)行對表。

由于標準滾道樣圈為端面、滾道終磨工序后鑒定，與車(chē)加工產(chǎn)品之間存在端面差，在測量車(chē)加工產(chǎn)品時(shí)采用墊塞尺進(jìn)行端面補償。例如車(chē)工、磨工端面存在 0.2 mm 差距，選用 0.1 mm 塞尺放置在產(chǎn)品大端面與橫行表臺之間消除端面差（見(jiàn)示意圖 6），測量的結果和表 1 一致，仍然存在 0.2～0.3 mm 的測量誤差。

圖6 磨加工標準滾道樣圈對表示意圖

從以上現象基本可以確定，對表用標準件為影響內圈滾道直徑測量的主要因素。

從標準件形狀并結合表尖受力方向進(jìn)行分析，采用標準量塊對表時(shí)表尖受力方向和量塊垂直，左右兩個(gè)測量點(diǎn)在一條直線(xiàn)上。當測量產(chǎn)品時(shí)表尖受產(chǎn)品滾道形狀影響表尖向上傾斜，導致左右兩個(gè)測點(diǎn)不在一條直線(xiàn)上從而產(chǎn)生測量誤差，表尖受力方向見(jiàn)圖 7。

圖7 表尖受力示意圖

從圖 7 中可以看出，測量表尖受和滾道相垂直的一個(gè)力F，使表尖向上從A點(diǎn)傾斜到B點(diǎn)，而右側支撐點(diǎn)未發(fā)生變化，左右兩側不在同一高度，導致對表和測量時(shí)測量高度不一致出現測量誤差。

磨工測量時(shí)，因標準自選滾道樣圈從產(chǎn)品中選出并鑒定，表尖在對表和測量時(shí)受力方向一致，不存在對表和測量時(shí)測量位置不一致現象。

2.2 解決辦法

從以上分析中找到影響 QJ 類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈滾道直徑尺寸測量的原因，為了解決這一問(wèn)題，根據磨工滾道樣圈制作車(chē)工用自選滾道樣圈。經(jīng)過(guò)多次跟蹤驗證，車(chē)工、磨工測量誤差基本控制在 0.03 mm 以?xún)?，從根本上解決了問(wèn)題，效果良好。測量數據見(jiàn)表 2。

表2 QJ220 內圈滾道直徑測量數據統計表 mm

車(chē)工滾道自選樣圈的制作給車(chē)工、磨工帶來(lái)了極大的方便，解決了 QJ 類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈長(cháng)久以來(lái)因為滾道留量產(chǎn)生糾紛的情況，且通用性強、舉一反三，適合車(chē)工過(guò)程中所有表尖受力不一致情況，從根本上提高了 QJ 類(lèi)型四點(diǎn)接觸球軸承內圈滾道質(zhì)量。