提高微型轴承游隙测量准确度的方法

　　X092J微型轴承径向游隙测量仪，作为测量轴承游隙的基准仪器已在各厂使用多年，它的优点是测量载荷小，由于载荷引起的接触变形可以忽略不计，因此测值符合无载荷游隙值。测量时用杠杆加载，载荷稳定。采用动态测量，可以消除摩擦误差使滚动体落入沟底，测值接近游隙真值。内圈旋转两周测量游隙，采集数据1024点的平均值，精确度高、分散性小。因此广泛应用在计量室测定游隙标准件，用来传递、校准装配车间的X092径向游隙测量仪。
　　由于X092径向游隙仪很难测定给轴承施加的载荷，静态测量不能消除摩擦误差，所以各台仪器的测值分散性大，测值不准。本文探讨了如何使用X092J测量仪测得的游隙标准件来校准X092测量仪。
　　1　上、下载荷的关系及轴承重量对载荷的影响
　　X092J上、下载荷给轴承施加测力的基本原则是使内、外圈和钢球间能良好接触，测值稳定可靠所需的Z小测力。
　　上载荷是传感器的测力，始终加在轴承上。传感器测力的变化为45~65g间，上载荷可定为50g。
　　下载荷和轴承重量有关，一般轴承重量小于15g，加下载荷时可不考虑重量的影响。大于15g时，下载荷应在基本载荷上Z少增加一个轴承的重量或多加20g法码。不同系列轴承施加的载荷不同，同时也要考虑到内部不同的摩擦力的影响，保证钢球克服摩擦后落在沟底。
　　2　X092J游隙仪载荷的选择
　　微型轴承有不同的直径系列和宽度系列，单纯按轴承的内径尺寸选择测量载荷，不尽合理。原则上被测轴承的载荷应选择Z小载荷，不使其产生变形，但又要测值稳定、准确可靠。以往在任何标准中都没有一个明确的规定。
　　选取不同型号和不同尺寸的轴承，如6195、6199、6189、606、609、626、629、635和638等，选用不同的载荷，如0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.5和5N等，每个型号分别用5套轴承，取每套轴承多次测量的平均值，分析其数据稳定性，找出不产生变形的Z小测量载荷。
　　例如：6195轴承，测量载荷在1.2~1.4N测值比较稳定。
　　629轴承，测量载荷在1.4~1.8N测值比较稳定。
　　经试验推荐测量游隙的载荷如表1。
　　内径10mm以上的轴承测量载荷为1.8N+轴承自重。
　　3　验证载荷与游隙值的增量
　　用X092J游隙仪对5套608ZZ轴承，分别在1.8N和4.9N载荷下测量游隙，取多次测量的平均值，结果如表2。
　　试验数据表明，与JB/T 3573- 93“滚动轴承径向游隙测量方法”附录中推荐载荷5N时的增量1μm，是相符合的。
　　4　X092径向游隙仪载荷试验
　　使用X092径向游隙仪给被测轴承施加的载荷很难测量准确。那么在X092J游隙仪无载荷测量时测得一轴承游隙值，然后依据这个标准游隙值调整X092游隙仪的测力，使其示值比标准值大1μm，此时X092的加力弹簧给轴承的载荷是不是5N，试验表明，当达到上述条件，加在轴承上的载荷为20~30N，如果把X092游隙仪载荷降至5N，数值远小于标准游隙。
　　608ZZ轴承在不同仪器不同载荷下测的游隙值如表3。
　　分析X092J和X092各仪器之间测值不完全符合接触变形规律的原因，一是由于弹簧本身的刚度、仪器的中心高和加载荷垫片的厚度差等原因，很难使测力准确。更重要的是轴承在静态下测量，测量力要克服钢球与沟道间的摩擦力，使钢球达到沟底所需的测量力远远大于标准中所推荐加载5N，游隙值比标准值大1μm。而且不同仪器由于摩擦力的不同，测值也比较分散。所以在不同X092仪器上，调整好仪器的测量值使之比标准大1μm时，所需的测量力各不相同，一般在20~30N范围内变化。
　　5　X092游隙仪的校准方法
　　在X092J游隙仪无载荷下测量两个轴承作为标准件，一个为游隙公差上限值，另一个为游隙公差下限值。用它们分别校准X092游隙仪，使示值均大1μm，这样基本能保证有载荷测量仪器的准确度。
　　6　轴承游隙标准件的技术要求
　　为了保证标准传递的准确度，对标准件也要有一定的要求。
　　（1）内、外圈沟道的壁厚差<1μm。
　　（2）内、外圈沟道圆度<0.5μm。
　　（3）沟道的形状和粗糙度应符合产品图纸要求。
　　7　结论
　　（1）X092J径向游隙仪作为基准仪器测值是准确可靠的。
　　（2）X092有载荷仪器必须用上述方法，用X092J仪器测量的标准件进行校准和修正后才能保证其准确度。
　　（3）由于X092仪器结构存在较大缺陷，不同仪器摩擦误差各不相同，给校准带来了一定难度，为了改变这种状况，应改进结构设计，特别是改加力点的滑动摩擦为滚动摩擦。只有这样，并经过X092J径向游隙仪测量的标准件校准后，才能Z终保证X092仪器的测值准确可靠。