D744检测仪器角度台的改进

徐绍人
（瓦房店轴承股份公司精密滚子分公司，辽宁　116200）

　　圆锥滚子大径母线带有直线度，能够提高圆锥滚子轴承的承载能力和使用寿命。随着市场对轴承产品质量要求的不断提高，滚子母线带凸度（即直线度≥2μm）已成为行业的共识。另外，圆锥滚子的角度差会影响圆锥滚子轴承的装配和振动值。目前，国内同行业对滚子直线度和角度检测一般有两种方法：一种是用D744仪器检测滚子直线度；一种是采用精密测量仪进行检测。D744检测仪器因操作简单、直观、故障率低、价格便宜，被国内较小的滚子生产厂普遍使用，甚至绝大多数较大的滚子生产厂家现场检测也使用D744仪器。在实际应用中使用D744仪器检测滚子大径母线直线度时，失真的现象比较突出。有的滚子母线直线度量较小，但通过D744仪器检测其直线度值扩大几倍。有的滚子母线不凸也能测出较大的凸度量，甚至一些滚子表面呈凹也测出了凸度，还有的同一个滚子在不同的仪器上测量直线度值相差也较大。在使用D744仪器检测滚子角度差时，由于角度台和标准件的原因，滚子也存在失真现象，特别是直径较大、较长的滚子，其失真率尤为明显。这些情况往往使生产一线的检查人员无所适从，从而影响测量结果。

　　1.原来使用D744仪器检测滚子大径母线直线度、角度差的工作台

　　一般滚子生产厂使用的D744检测仪器的角度台底台和角台挡块都是平面结构（见图1），这种结构从物理力学分析，若滚子母线直线度为零的情况下测量滚子稳定，测量值真实。而实际生产的滚子母线直线度很少有零的情况，这样拉动角度台左右运动测量时滚子在角度台上有轻微的上下晃动现象，从而使测量结果不准确。使用D744仪器检测滚子直线度偏差、角度偏差，其存在仪器误差和方法误差的原因有以下几点：

　　（1）由于标准件和角度台的原因造成的测量仪器误差

　　用于检测滚子的标准件本身带有直线度（或带有凸度或有凹的），角度台的底工作台平面及角台挡块平面在制作时很难保证平面度为零（或凸或凹），标准件滚子在D744仪器对表时，由于滚子在角度台定位的不确定性影响滚子对表的精度，直接影响圆锥滚子测量结果，这种影响对于角度偏差检测影响较大，对于直线度偏差值影响相对较小。

　　（2）由于检测人员检测滚子直线度偏差、角度偏差时造成的检测方法误差

　　检验滚子直线度偏差、角度偏差的仪器（D744）所用的角度台和结构原理如图2所示。如果用仪器的手柄往复移动角度台，使表尖在滚子滚动表面一条母线作相对的往复移动，则在B点的示值与在A点的示值之差，就是角度偏差。如果把A-B视为基准，则表在母线中点C点的示值与A、B两点示值的平均值之差就是直线度偏差。

　　由于无法保证角度台的平面度为零的状态，加上实际生产出来的滚子有凸度，因此在测量滚子直线度偏差、角度偏差时，当表针处在滚子大头时，滚子以工作台Z高点为轴垂向大头，而当表针测量在滚子小头时，滚子也以工作台Z高点为轴垂向小头，而滚子大径与工作台Z高点接触处的高度几乎不变，这样就形成滚子以中间为支撑点杠杆式作用（即中间高两头低的直线度）。又由于每个检测人员的测量手法不同，滚子在角度台的两头下垂的值不一样，即使同一人在同一台仪器上检测两次也会相差较大，这对圆锥滚子角度偏差、直线度偏差的测量结果有很大影响，特别对直径较大、长度较长的滚子，其测量结果严重失真。

　　测量的仪器误差来源于仪器的设计结构，这就要求我们必须对仪器的结构进行改造，以便符合实际要求。如果对D744的角度台结构进行改进，寻求一种合理的结构，是既可以测量仪器误差又可以减小检测人员检测方法误差。
　　2.改进后D744仪器检测滚子大径母线直线度偏差、角度偏差的工作台

　　无论是D744仪器底工作台还是角台挡块，要想保持平直都是较困难的，而且必须提高加工精度，加工难度大，不易于检测。我们在生产实际中采取工作台和角台挡块增加立柱的办法，这个措施可以有效地解决工作台的直线度的影响（见图3）。

　　从图3中可以看出，工作台底台平面有两个立柱，角台挡块平面也有两个立柱，立柱式角台底台的立柱间距和挡块的立柱间距根据滚子的长度来定。当检测滚子角度偏差和直线度偏差时，靠角台底台的两个立柱和挡块的两个立柱和滚子接触，属于四点接触，定位可靠。

　　由于仪器的手柄往复移动而角度台不易上下摆动，所以测量出来的角度偏差和直线度偏差真实可靠。这样即解决了由于标准件和角度台的原因造成的测量仪器误差，又降低了由于检测人员检测滚子直线度偏差、角度偏差时造成的检测方法测量误差。

　　对D744仪器结构进行改进，在实际生产中使用立柱工作台以后，圆锥滚子的直线度偏差、角度偏差测量不准确问题得到了有效解决，使测量精度基本与精密仪器一致，效果良好，解决生产实际中测量不准确问题。

　　3.结语

　　通过上述改进，改善了圆锥滚子的检查手段，减小了圆锥滚子的直线度偏差、角度偏差测量误差，提高了滚子的检测精度。这种检测手段方法的改进，虽然看起来比较简单，还存在不足之处，但毕竟是一项滚子检测技术上的创新，发展了滚子检测技术，提高了滚子检测质量，使圆锥滚子的检测手段更趋于合理，对今后进一步改进提高滚子检测技术有积极的推广价值和现实意义。
 

来源：《金属加工：冷加工》2010年第19期