用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法与流程

1.本发明涉及轴承领域，尤其涉及一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法。

背景技术：

2.轴承沟道的加工精度直接影响轴承运行的稳定性，特别是在高速运转工况下，即使微小的加工误差也会极大的影响轴承运行。轴承沟道加工过程中常见的误差形式之一为沟道整体轴向偏移，也即沟道整体在轴向偏向套圈的其中一个端部。沟道的整体轴向偏移会导致内圈沟道与外圈沟道之间存在轴向误差，难以完美配合。
3.常见深沟球轴承的沟道曲率半径为15mm左右，可以通过普通的沟位置测量表具准确测量出沟道位置，对沟道的位置误差进行评估。但针对沟道曲率半径在百毫米级别的超大沟道曲率滚子轴承，目前还没有表具可以直接进行沟道位置测量。
4.超大沟道曲率滚子轴承沟道位置误差测量的主要难点在于沟道曲率过大，在轴承套圈整体尺寸有限的前提下，沟道在轴向和径向上的尺寸均较小，直接测量的误差过大。而沟道的轴向偏移误差通常较小，为毫米级，通常为1～2mm，难以通过现有沟道位置测量表具直接测量获得。特别是部分规格轴承外圈的内沟道，由于沟道曲率过大，沟道的曲率中心已超过外圈的内径范围，甚至超过外圈的范围，对沟道的测量难度很大。

技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法，采用直接测量与理论计算结合的形式，对沟道位置误差进行有效评估。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法，至少包括以下步骤：
7.步骤一根据设计参数，获取轴承沟道的曲率半径，记为r；
8.步骤二以沟道的轴向中心为测量点，采用沟径表测量沟道的回转直径，记为d1；
9.步骤三设定测量深度值h；分别以沟道轴向的两个端部为起点，向内以深度h，选取采样点，记为左侧采样点和右侧采样点；
10.步骤四采用沟径表，在左侧采样点测量沟道的回转直径，记为d2；在右侧采样点测量沟道的回转直径，记为d3；
11.步骤五根据下列公式计算获得沟道的加工偏移量xe，
[0012][0013]
与常规小曲率的沟道位置误差测量方法相比，沟道特定位置回转直径的测量难度远小于沟道加工误差的直接测量，整体检测难度大大降低。并且间接测量沟道回转直接的形式，可以有效降低因沟道曲率过大造成的测量误差，并进而减小整体检测误差。
[0014]
上述检测方法通过直接测量与理论计算结合的形式，对沟道位置的加工误差进行
有效评估，整体检测误差可控，为加工质量判断提供了可靠依据。
[0015]
作为优选，步骤三中测量深度值h的取值范围为0.1～0.25l，其中l为沟道的轴向宽度。
[0016]
越靠近沟道中心，沟道越平缓，将左侧采样点和右侧采样点选择在远离沟道中心的位置，可以在一定程度上降低沟道回转直径的测量误差。
[0017]
作为优选，步骤三中，设定至少两组测量深度值；并根据每组测量深度值分别获得加工偏移量值；以各组加工偏移量值的算术平均值作为最终的加工偏移量xe。
[0018]
通过多次测量形式，降低因单次测量误差而带来的检测检测结果误差，提高检测结构的可信度。
[0019]
作为优选，步骤二中，步骤二中，以套圈周向中心为实际测量点，并以在实际测量点测得的沟道回转直径d4的值作为d1的值用于步骤五中的计算，可以有效降低检测难度。
[0020]
作为优选，步骤三中，选取采样点时，以套圈端面为起点，有效降低检测难度。
附图说明
[0021]
图1为轴承外圈内沟道的示意图；
[0022]
图2为轴承沟道轮廓在直角坐标系中的示意图；
[0023]
图3为轴承内圈外沟道的示意图。
具体实施方式
[0024]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]
实施例
[0026]
如图1所示，一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法，至少包括以下步骤：
[0027]
步骤一根据设计参数，获取轴承沟道的曲率半径，记为r；
[0028]
步骤二以沟道的轴向中心为测量点，采用沟径表测量沟道的回转直径，记为d1；
[0029]
步骤三设定测量深度值h；分别以沟道轴向的两个端部为起点，向内以深度h，选取采样点，记为左侧采样点和右侧采样点；
[0030]
步骤四采用沟径表，在左侧采样点测量沟道的回转直径，记为d2；在右侧采样点测量沟道的回转直径，记为d3；
[0031]
步骤五根据下列公式计算获得沟道的加工偏移量xe，
[0032][0033]
与常规小曲率的沟道位置误差测量方法相比，沟道特定位置回转直径的测量难度远小于沟道加工误差的直接测量，整体检测难度大大降低。并且间接测量沟道回转直接的形式，可以有效降低因沟道曲率过大造成的测量误差，并进而减小整体检测误差。
[0034]
上述检测方法通过直接测量与理论计算结合的形式，对沟道位置的加工误差进行
有效评估，整体检测误差可控，为加工质量判断提供了可靠依据。
[0035]
d1、d2、d3、d4的具体数值可以采用现有测量工具进行测量，例如可以采用d924内径测量仪对轴承外圈内沟道进行测量，对应的可以采用d913外径测量仪对轴承内圈外沟道进行测量。
[0036]
作为一种具体的实施方式，步骤三中测量深度值h的取值范围为0.1～0.25l，其中l为沟道的轴向宽度。越靠近沟道中心，沟道越平缓，将左侧采样点和右侧采样点选择在远离沟道中心的位置，可以在一定程度上降低沟道回转直径的测量误差。
[0037]
作为一种具体的实施方式，步骤三中，设定至少两组测量深度值；并根据每组测量深度值分别获得加工偏移量值；以各组加工偏移量值的算术平均值作为最终的加工偏移量xe。通过多次测量形式，降低因单次测量误差而带来的检测检测结果误差，提高检测结构的可信度。
[0038]
作为一种具体的实施方式，步骤三中，选取采样点时，以套圈端面为起点，有效降低检测难度。
[0039]
以下以外圈内沟道偏移量检测为例，详述加工偏移量的计算过程。
[0040]
如图1所示，为轴承外圈示意图，其中s1所示为沟道的理论轮廓线，s2为沟道的实际轮廓线，对应的o1为沟道的理论曲率中心点，o2为沟道的实际曲率中心点，s2的轴线偏移量为xe，向右偏移。
[0041]
以沟道两端为起点，以相同深度，选取左侧测量点a1-a2、右侧测量点b1-b2，左侧测量点距离沟道实际曲率中心点的轴向距离记为t1，右侧测量点距离沟道实际曲率中心点的轴向距离记为t2，则有：
[0042][0043]
左侧采样点所在直线与实际曲率中心的夹角为θ1，即图1中线a1-a2与线a1-o2的夹角为θ1；对应的左侧采样点所在直线与实际曲率中心的夹角为θ2，即图1中线b1-b2与线b1-o2的夹角为θ2。则有：
[0044]
t1＝rsinθ1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0045]
t2＝rsinθ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0046][0047][0048]
综合上述(1)-(5)，求得：
[0049][0050]
同理，以内圈外沟道为检测对象时，加工偏移量的计算过程与以外圈内沟道为检测对象时相同。如图3所示，以内圈外沟道为检测对象时，加工偏移量为：
[0051]
[0052]
需要指出的是，上述检测方案不考虑沟道加工的形状误差和尺寸误差，也即假设沟道轮廓为标准的曲面，具有确定的曲率半径和曲率中心点，仅考虑沟道整体轴向偏移的位置公差。
[0053]
在上述步骤二中，可以以套圈周向中心为实际测量点，并以在实际测量点测得的沟道回转直径d4值作为d1值代入上述(6)中进行计算，可以在控制检测误差的前提下，有效降低检测难度。
[0054]
采用d4值作为d1值代入上述(6)中进行计算，对沟道加工偏移量检测结果的误差整体可控。
[0055]
具体理由如下：如图2所示，建立直角坐标系，将沟道轮廓放入直角坐标系中，其中沟道的曲率中心点位于原点。
[0056]
沟道轮廓所在圆的曲线方程可以表示为：
[0057]
x2+y2＝r2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0058]
变形为：
[0059][0060]
将y对x求导得：
[0061][0062]
假设沟道的曲率半径为200mm，加工偏移量为1mm，根据上述(10)可知|y
′
|＝0.005，也就意味着当沟位偏移量为1mm时，沟径尺寸变化率为0.005mm，对沟道加工偏移量检测结果的准确度影响很小。而实际中，沟道的加工偏移量通常远小于1mm，因此，采用d4值作为d1值代入上述(6)中进行计算，所计算获得的沟道加工偏移量检测结果是可信的。
[0063]
以下使用作图法对上述检测方案的准确性进行验证。
[0064]
根据实际情况，采用直接测量方式测得图中数据，见表1。
[0065]
表1偏移量直接测量值
[0066]
序号rd1d2d3xe1200117.4117.185117.1890.0302200117.4117.181117.1940.1003200117.4117.167117.2060.3004195117.4117.161117.2010.3005199117.4117.184117.1880.0306205117.4117.173117.1880.300
[0067]
采用上述检测方法间接计算出数据,见表2。
[0068]
表2偏移量间接计算值
[0069]
序号rd1d2d3xe误差率1200117.4117.185117.1890.0313.23％2200117.4117.181117.1940.10003200117.4117.167117.2060.2990.33％
4195117.4117.161117.2010.2990.33％5199117.4117.184117.1880.03006205117.4117.173117.1880.2980.67％
[0070]
结合上述表1和表2，可以看出两种计方法得出的沟道加工偏移量非常接近，误差在合理范围内，本技术的沟道加工偏移量检测方法是可靠的。
[0071]
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤一根据设计参数，获取轴承沟道的曲率半径，记为r；步骤二以沟道的轴向中心为测量点，采用沟径表测量沟道的回转直径，记为d1；步骤三设定测量深度值h；分别以沟道轴向的两个端部为起点，向内以深度h，选取采样点，记为左侧采样点和右侧采样点；步骤四采用沟径表，在左侧采样点测量沟道的回转直径，记为d2；在右侧采样点测量沟道的回转直径，记为d3；步骤五根据下列公式计算获得沟道的加工偏移量xe，2.根据权利要求1所述的沟道加工偏移量检测方法，其特征在于：步骤三中测量深度值h的取值范围为0.1～0.25l，其中l为沟道的轴向宽度。3.根据权利要求1所述的沟道加工偏移量检测方法，其特征在于：步骤三中，设定至少两组测量深度值；并根据各组测量深度值分别获得沟道加工偏移量值；以各组加工偏移量值的算术平均值作为最终的加工偏移量xe。4.根据权利要求1所述的沟道加工偏移量检测方法，其特征在于：步骤二中，以套圈周向中心为实际测量点，并以在实际测量点测得的沟道回转直径d4的值作为d1的值用于步骤五中的计算。5.根据权利要求1所述的沟道加工偏移量检测方法，其特征在于：步骤三中，选取采样点时，以套圈端面为起点。

技术总结

本发明涉及轴承领域，具体公开了一种用于超大沟道曲率滚子轴承的沟道加工偏移量检测方法。该沟道加工偏移量检测方法包括以下步骤：根据设计参数，获取轴承沟道的曲率半径，记为R；以沟道的轴向中心为测量点，采用沟径表测量沟道的回转直径，记为D1；设定测量深度值H；分别以沟道轴向的两个端部为起点，向内以H深度，选取采样点，记为左侧采样点和右侧采样点；采用沟径表，在左侧采样点测量沟道的回转直径，记为D2；在右侧采样点测量沟道的回转直径，记为D3；根据理论计算获得沟道的加工偏移量Xe。以上所述的沟道加工偏移量检测方法采用直接测量与理论计算结合的形式，对沟道位置误差进行有效评估。进行有效评估。进行有效评估。