怎样使用轮廓测量仪测量轴承套圈沟位置？

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1.前言

　　触针式轮廓仪在机械行业中尤其是轴承行业中应用非常广泛，主要用于测量工件的粗糙度、直线度、沟曲率、沟型误差、圆心距等参数。但是，目前对轮廓仪的使用只停留在初级水平上，没有充分发挥轮廓仪强大的数据分析功能。若与一些附件相结合，可以拓展轮廓测量仪的测量功能，为实际测量工作带来方便。

2.轴承套圈沟位置的测量

　　轴承沟位置的测量一直沿用传统的测量方法，全沟轴承的沟位置是在d012或d022等专用仪器上，用翻幅法测得沟位置的偏差值。角接触球轴承的沟位置，是利用相应的曲率球在立式测长仪上间接测量出套圈沟位置的实际值。但是，随着新型轴承的不断出现，传统方法已不能满足实际测量需要，急需找到一种测量轴承套圈沟位置的新的测量方法。针对上述情况，研究出用轮廓仪测量套圈沟位置的方法。

2.1测量原理

　　由轮廓仪一次测量出钢球或圆柱滚子的轮廓以及轴承外圈或内圈的轮廓，利用轮廓仪驱动箱高精度定位功能，使轮廓仪具有了两维坐标测量分析能力。利用轮廓仪测量轴承滚道沟位置的方法主要有以下四种方法：滚子法、钢球法、旋转法、全沟套圈法。

2.2 测量方法

2.2.1 滚子法

　　以角接触球轴承双半内圈滚道为例，因其滚道为半沟形状，且沟曲率圆心在套圈小端端面外侧。按常规方法测量沟位置较困难。然而，用轮廓仪就可以很好地解决这个问题。

先将已知半径为 r滚子的和被测套圈按图1所示位置安装固定，由轮廓仪测量出滚子外径的轮廓及套圈沟道的轮廓，利用轮廓仪坐标分析，得到滚子圆心o1与滚道曲率圆心o2在x方向坐标x1、x2，则：滚子圆心o1与滚道圆心o2水平距离为：

沟位置的计算公式为：

2.2.2钢球法

　　当被测量的套圈的尺寸相对较小时，其端面尺寸相应也较小，滚子难于固定到端面上。这种情况下，采用半径为 r钢球的钢球作为测量附件，再加上一块尺寸为h的量块，增加滚子与端面的接触面积。按图2中所示，将被测套圈、钢球和量块安装在一起。由轮廓仪测量分析得到钢球的圆心o1与沟道的圆心o2在x方向坐标x1、x2，则钢球的圆心o1与沟道的圆心o2距离为：

沟位置为：

2.2.3 旋转法

　　此方法不需要用钢球和滚子作为测量附件。测量时，按图3所示，先将被测套圈倾斜β度角，由轮廓仪测量出套圈沟道及端面母线的轮廓。借助测量分析软件，将测量出的轮廓线旋转到垂直状态，得到钢球的圆心o1与沟道的圆心o2在x方向坐标x1、x2，则被测套圈滚道沟位置应为：

2.2.4全沟套圈法

　　此方法是用一个已知沟位置为c2的全沟套圈作为附件，得出待测套圈的沟位置。按照图4所示，将套圈安装好。由轮廓仪测量出两个套圈的沟道轮廓，借助测量分析软件，得到两套圈沟道曲率中心在x轴方向坐标x1、x2，则两套圈沟道的圆心距离为：

右侧套圈的沟位置c2为已知，则未知套圈的沟位置为：

3.测量注意事项：

为保证测量结果的准确可靠，再用轮廓仪测量沟位置时要注意以下几点：

⑴首先做好测量准备工作，如端面去毛刺，恒温等。

⑵所选的滚子的圆度要小于1μm，直线度要小于3μm，测量时要使滚子保持水平状态。

⑶测量前仪器调整时，应使轮廓仪的测针位于被测套圈沟道的最大或最小沟径上，并且保证被测套圈的轴向方向与测针的移动方向保持平行。

⑷分析时注意沟道的沟形误差对测量结果的影响，若被测套圈的沟形误差较大时，不能直接用由沟道拟合成的圆的圆心坐标直接计算沟位置，而是要用沟道的最低点坐标值来计算沟位置。

4.结束语：

　　用轮廓仪测量轴承套圈沟位置的方法可以测量深沟球轴承(单列、双列和多列轴承)，角接触轴承，三点接触轴承，四点接触轴承，调心球轴承等的沟位置或沟道圆心到端面的距离。此方法具有测量准确度高、测量效率高，通用性好等优点，应用前景广泛，尤其是在新产品测绘中更是显示了此方法的优点，并将轮廓仪的应用提高到了一个新的水平。承，三点接触轴承，四点接触轴承，调心球轴承等的沟位置或沟道圆心到端面的距离。此方法具有测量准确度高、测量效率高，通用性好等优点，应用前景广发，尤其是在新产品测绘中更是显示了此方法的优点，并将轮廓仪的应用提高到了一个新的水平。

5.SJ5760轮廓测量仪技术参数

1.     X轴

1)     测量范围：0～200mm；

2)     示值误差：±(1.2+2L/100)μm，其中L为水平测量长度，单位：mm；

3)     分辨率：0.01μm；

4)     直线度：2μm/200mm

5)     测量速度：0.1～5mm/s；

6)     移动速度：0～80mm/s；

2.     Z轴

1)     测量范围：0～450mm；

2)     移动速度：0～30mm/s；

3.     Z0轴

1)     测量范围：±25mm；

2)     示值误差：±(2+|2H|/40)μm，其中H为垂直测量高度，单位：mm；

3)     分辨率：0.01μm；

4.     测量力：10～150mN；

5.     爬坡能力：上坡77o，下坡83o；

6.     仪器尺寸（长×宽×高）：800×450×1000（mm）；

7.     仪器总重量：约120㎏；

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