[发明专利]一种圆锥滚子曲率半径的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于轴承滚子自动化检测技术领域，尤其涉及到一种圆锥滚子曲 率半径的测量方法。

背景技术

圆锥滚子的曲率半径反映了其表面几何形貌的特征质量，不仅影响轴承 的装配质量，而且决定轴承工作的稳定性。但是，受到加工水平的限制，成 品圆锥滚子的曲率半径往往存在微小差异，这些微小差异是制约轴承性能提 高的关键。因此，磨削加工后需要检测圆锥滚子的曲率半径是否满足精度及 设计要求。

在实际检测中，圆锥滚子曲率半径的测量方式主要有靠模法、标准滚子 涂色法和轮廓仪直接测量法。

靠模法是利用标准样板与圆锥滚子表面接触来实现定性检侧，靠模法适 用于磨削加工后的现场检测，靠模法的测量精度受到标准样板制造工艺、定 位精度、现场环境等因素的限制，因此不能实现圆锥滚子曲率半径的高精度 测量。

标准滚子涂色法是采用标准滚子涂色的方式来定性检测圆锥滚子的曲率 半径，标准滚子涂色法适用于终磨后的车间内检测，标准滚子涂色法的测量 精度受到标准滚子的精度等级、涂料质量及涂抹均匀性等因素影响，也不能 实现较高精度圆锥滚子曲率半径的检测。

轮廓仪直接测量法是通过轮廓仪直接测量圆锥滚子的表面形状，并利用 最小二乘法拟合求得圆锥滚子的曲率半径。轮廓仪直接测量法在调中及操作 过程中容易引入较大的测量误差，因此很难达到较高的测量精度。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提供了一种圆锥滚子曲率半径的测量方法， 该测量方法通过一套测量装置来测量圆锥滚子的曲率半径，利用激光位移传 感器测量圆锥滚子在同一高度处的曲率半径，再利用最小二乘法拟合出该高 度处的曲率半径，最后利用相同的方法测量圆锥滚子其它高度处的曲率半径， 从而求出圆锥滚子的总曲率半径，并判断出总曲率半径是否符合精度要求， 从而提高圆锥滚子曲率半径的测量精度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆锥滚子曲率半径的测量方法，该测量方法使用到一套测量装置， 所述测量装置包括基座、二维移动活动架、支架、激光位移传感器、夹紧套、 气浮转台、气浮轴承及伺服电机，伺服电机的旋转角度及旋转速度v₁和v₂均 由计算机控制，其中v₁＜v₂，激光位移传感器检测到的被测圆锥滚子曲率半 径数据被输入该计算机中，该计算机还存储有最小二乘拟合法，通过该最小 二乘拟合法能够计算出被测圆锥滚子的曲率半径，被测圆锥滚子在磨削加工 后可以测出其大端和小端，给定圆锥滚子的设计曲率半径为R，本发明的特征 如下：

基座上一侧配置有二维移动活动架，二维移动活动架具有固定的垂直架 和随所述垂直架上下移动的水平架，在所述水平架的任一端下方通过螺纹联 接能左右移动的支架，支架上固定有激光位移传感器；

基座上另一侧配置有气浮轴承，安装在基座下端的伺服电机输出轴穿过 气浮轴承后与气浮转台联接，气浮转台水平位于气浮轴承上端面，气浮转台 中心线与伺服电机输出轴中心线在联接后是重合的，在气浮转台的上端面配 装有能拆卸的夹紧套，配装夹紧后的夹紧套中心线与气浮转台的中心线重合；

测量被测圆锥滚子的曲率半径按如下步骤进行：

①将被测圆锥滚子的所述大端平放在气浮转台上使被测圆锥滚子的中心 轴线垂直于气浮转台水平面，通过夹紧套将被测圆锥滚子的所述大端处夹紧， 从夹紧套上端沿处到被测圆锥滚子所述小端处的总高度设定为L，共测量k次， 则每次测量的高度间距为l＝L/k，k为自然正整数，调节所述水平架使激光位 移传感器先对准被测圆锥滚子所述小端处的圆弧，此时激光位移传感器的初 始测量位置称其为l₁位0度处；

②启动伺服电机按顺时针方向并以v₁旋转30度，此时被测圆锥滚子旋转 30度时的位置被标记为l₁位30度处，从所述l₁位0度处到所述l₁位30度 处激光位移传感器对被测圆锥滚子的圆弧处进行测量并得出l₁位Ⅰ数据，所 述l₁位Ⅰ数据被输入计算机中，计算机利用最小二乘拟合法能够求解出所述 l₁位Ⅰ数据的曲率半径r₁；