[发明专利]一种非标角接触球轴承的接触角测量方法

摘要

一种非标角接触球轴承的接触角测量方法，非标角接触球轴承中的内圈具有异形凸台，通过固定载荷块对非标角接触球轴承施加中心轴向载荷的方式，可以准确和快速的测量外圈和保持架的旋转圈数，再通过接触角与非标角接触球轴承借用公式计算出非标角接触球轴承的接触角，采用固定载荷块直接加载的方法，加载可靠、准确，保证在接触角测量过程中钢球在滚道内纯滚动不产生滑动，且内圈、外圈和钢球之间不产生接触变形，这种方式具有平稳、无冲击、快速和操作简单之特点，中心轴向载荷加载采用一次装卡定位，消除了安装定位误差影响，保证了接触角测量精度，除用于准确和快速的测量非标角接触球轴承接触角之外还可以适用于标准角接触球轴承接触角的测量。

主权项

1.一种非标角接触球轴承的接触角测量方法，非标角接触球轴承包括外圈(4)、钢球(5)、保持架(6)及内圈(7)，内圈(7)具有异形凸台，其接触角与非标角接触球轴承借用公式如下：上述公式中：α‑接触角，Dw‑钢球尺寸，De‑外圈沟径尺寸，di‑内圈沟径尺寸，n保‑保持架转速圈数，n外‑外圈转速圈数，其中De、di和Dw通过非标角接触球轴承实测而得，该接触角测量方法使用到一套测量装置，通过所述测量装置测量出n保和n外，将测量所得的n保和n外连同De、di及Dw带入上述公式即可求出非标角接触球轴承的接触角α，所述接触角测量装置包含主轴(1)、刻度盘(2)、定位定心座(3)、调节螺母(8)、圆筒形滑环(9)、载荷块(10)、指示杆座(11)、短指示杆(12)、支承杆(13)、长指示杆(14)、基座(15)及指标块(16)，其中主轴(1)与电机传动系统及角度微调机构联接，电机传动系统及角度微调机构由电气控制系统控制，其特征是：主轴的中心设有内孔且其上端设置有凸台，主轴下端与电机联接，主轴被固定在基座的中心孔内且主轴与基座之间留有转动间隙，在主轴的凸台上固定联接刻度盘，刻度盘的上端面要比主轴凸台上端面低1～2mm，刻度盘的下端面与基座上端面之间的间隙控制在2～3mm，刻度盘沿外圆方向设置有一个与水平面成30°夹角的斜面，所述斜面上分划标记有刻度线和数字，所述刻度线圆周最小分划间隔为1°，每间隔10°且顺时针标记的数字分别为0°、10°、20°、30°、…、350°；在基座的上端及刻度盘旁通过螺钉联接固定指标块且指标块与刻度盘外沿之间留有间隙；定位定心座的上端设有两个同心但不同内径的大凹台内孔和小凹台内孔，所述大凹台内孔的内径等于外圈外径且所述大凹台内孔与外圈间隙配合，所述大凹台内孔的深度是外圈高度的一半，所述小凹台内孔的内径等于外圈内径，所述小凹台内孔的深度控制在2～3mm；定位定心座的下端设有两个同心但不同外径的大凸台外圆和小凸台外圆，所述大凸台外圆的外径等于主轴凸台的外径，所述大凸台外圆的高度控制在2～3mm，所述小凸台外圆的外径等于主轴内孔的内径，所述小凸台外圆的高度控制在10～15mm，所述小凸台外圆与主轴内孔间隙配合并通过数个螺钉将定位定心座联接固定在主轴内孔中；载荷块的上部是圆柱形而其下部既有外径凸台又有内孔凹台的同心圆柱状件，所述圆柱形母线的中间设置有沿其圆周均布的2～3个螺纹孔，所述内孔凹台的内径等于内圈凸台处的外径且为间隙配合，所述内孔凹台的深度等于内圈凸台总高+[2～3]mm，所述外径凸台的下端面与内圈凸台下端面贴紧，贴紧后载荷块对内圈的轴向载荷以此传递，此外在所述外径凸台的下半段设置有外螺纹，通过所述外螺纹联接调整螺母，圆筒形滑环以间隙配合联接套装在所述外径凸台上且圆筒形滑环位于调整螺母的上方，调整螺母用于调节圆筒形滑环在所述外径凸台上的上下高度，在圆筒形滑环母线的中间设置有径向孔，通过所述径向孔联接支承杆左端的小圆柱凸台，支承杆右端的大圆柱凸台中心设置有垂直的内通孔，在所述内通孔中联接长指示杆并通过螺钉将长指示杆固定在所述内通孔中，长指示杆为细长杆且其下端呈锥尖状，通过螺钉能够调节长指示杆的锥尖与刻度盘上所述斜面的高低间距；左右位置能调整的指示杆座联接套装在支承杆左端，在指示杆座的下端设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔联接短指示杆且指示杆的下端也呈锥尖状，通过短指示杆与所述内螺纹孔的旋接长度能够调节短指示杆的锥尖与保持架端面的高低间距，由此联接后，圆筒形滑环、指示杆座、短指示杆、支承杆及长指示杆就组成组成了一个集成测量读数组件，该集成测量读数组件能通过手转动支承杆绕载荷块圆周方向旋转；在上述测量装置的配合下就能够测量n保和n外两个值，由于外圈是常规结构，因此n外在测量装置的反复实验下其设定值控制在15～25圈为佳，在n外＝20时其n保的测量过程如下：1.定位定心座装入主轴并用螺钉紧固后，将整套被测非标角接触球轴承以外圈为基准面朝下放置于定位定心座中，并在保持架的上端面沿径向方向上刻划出一个易于识别的标志线，该标志线的宽度不超过1.2mm；2.将圆筒形滑环与载荷块外径凸台联接套装在一起并拧上调整螺，然后载荷块内孔凹台与内圈的上部异形凸台联接配合，并完成所述集成测量读数组件的全部安装；3.松开所述集成测量读数组件中指示杆座和支承杆上各自的螺钉，调整长指示杆的上下位置并使其锥尖与刻度盘2的斜面刻线距离控制在2～4mm然后锁紧螺钉，调整指示杆座的左右位置及短指示杆的上下位置，使短指示杆的锥尖对准保持架的标志线宽度中心且其锥尖与保持架的端面标志线高度相距2～4mm，最后锁紧螺钉并完成所述集成测量读数组件的位置调整；4.通过转动所述角度微调机构的手轮带动刻度盘转动，使刻度盘的“0”刻线与指标块的“0”刻线对准，再用手转动载荷块并带动内圈以转动保持架和所述集成测量读数组件，使所述集成测量读数组件中短指示杆的锥尖和长指示杆的锥尖分别对准保持架标志线中心和刻度盘2的“0”刻线，将其作为保持架测量的起始位置；5.启动所述电机带动主轴顺时针旋转并带动刻度盘、定位定心座和外圈同步旋转，转速控制在0.5～1圈/秒，同时保持架以低于外圈的转速同向转动，在外圈转动的同时，以短指示杆的锥尖和保持架的端面标志线为起始参照点默记下此时保持架从开始旋转到停止时，保持架6的端面标志线通过短指示杆锥尖转过的最大整圈数；当外圈及刻度盘转动到n外＝20圈时，所述电气控制系统发出指令紧急停转，外圈及刻度盘停转，由于惯性及机械传动误差的影响，停转后刻度盘的“0”刻线与指标块的“0”刻线不可能对准，此时通过转动所述角度微调机构的手轮使刻度盘的“0”刻线与指标块的“0”刻线对准，再用手转动支承杆，使其上的短指示杆的锥尖对准保持架6的识别标志线中心，记录此时长指示杆的锥尖所指的刻度相对于刻度盘的“0”刻线的角度分度数，加之前面默记下的保持架转过的最大整圈数，即为保持架转过的总角度即总圈数n保；6.将上述测量的n保值及n外＝20圈连同直接测量的De、di和Dw值一同代入上述公式计算后，即可测得非标角接触球轴承的接触角α值。