球軸承溝道曲率半徑測量系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、軸承是現(xiàn)代工業(yè)中非常重要的基礎(chǔ)零部件，球軸承是其中一種應(yīng)用最為廣泛的軸承，球軸承的溝道曲率半徑對軸承的旋轉(zhuǎn)精度、游隙、接觸角、振動噪聲和摩擦力矩等動態(tài)性能產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響裝有該軸承的機器的運轉(zhuǎn)精度。因此，溝道曲率半徑是球軸承的重要性能指標(biāo)。而目前國內(nèi)普遍應(yīng)用的球軸承溝道曲率半徑測量方法是非數(shù)字化的或非專用的，這與現(xiàn)代工業(yè)數(shù)字化制造趨勢相悖，因此，研究溝道曲率半徑的測量原理和測量系統(tǒng)，進(jìn)而獲得球軸承溝道曲率半徑高精度的數(shù)字特征，具有非常

2、重要的理論和實際意義。
　　本文給出了一種球軸承溝道曲率半徑測量系統(tǒng)的測量原理，建立了測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。由于球軸承工作表面的截面為圓弧，通過接觸式輪廓測量，得到被測球軸承表面各點的坐標(biāo)值，進(jìn)而將測點擬合成圓弧，該圓弧半徑即為所測球軸承的溝道曲率半徑。
　　基于以上原理設(shè)計了球軸承溝道曲率半徑測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含機械部分和測控部分。機械部分由z向機械結(jié)構(gòu)和x向機械結(jié)構(gòu)組成，分別實現(xiàn)測量過程中豎直和水平方向的運動，得到測量

3、點的坐標(biāo)值；測控系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分由PLC與工控機配合工作，可實現(xiàn)檢測過程的自動化，軟件部分基于LabVIEW建立數(shù)據(jù)采集界面及數(shù)據(jù)處理程序，可得到溝道曲率半徑的輪廓形狀和測量結(jié)果。
　　最后進(jìn)行了實驗，檢查并驗證了該測量系統(tǒng)的測量精度和測量重復(fù)精度。結(jié)果顯示，該測量系統(tǒng)的球軸承溝道曲率半徑測量誤差為0.5um，測量重復(fù)精度為±2um。實現(xiàn)了球軸承溝道曲率半徑高精度測量的目的，滿足了工廠提出的具體技術(shù)參數(shù)和精度