介紹了電子塞規(guī)式測量系統(tǒng)測量中型軸承套圈內(nèi)徑尺寸的工作原理，量儀移動、兩點(diǎn)法測量方式，一次測量可完成軸承內(nèi)徑、橢圓、錐度的評定。
【關(guān)鍵詞】：中型軸承；手持式塞規(guī)測量系統(tǒng)；內(nèi)徑；橢圓；錐度
軸承內(nèi)徑的尺寸公差關(guān)系到與主機(jī)軸的配合精度，隨著列車提速及高速列車的普及，對軸承內(nèi)徑與軸頸配合質(zhì)量提出了更高的要求。軸承內(nèi)徑的尺寸精度將直接影響主機(jī)的工作性能和軸承的使用壽命。目前對于孔徑280mm以下尺寸段的軸承，大多數(shù)軸承生產(chǎn)企業(yè)是采用手工測量，其測量方式仍為儀器固定不動人工搬動零件測量，此種測量方式大大增加了工人的勞動強(qiáng)度。在各鐵路車輛段的軸承檢修，由于成套軸承重量重，采用的是內(nèi)徑調(diào)心機(jī)找最大點(diǎn)的方法測量成套軸承的內(nèi)徑尺寸，存在隨機(jī)誤差大，測量一致性差、測量效率低的情況。而手持式BMD塞規(guī)式測量系統(tǒng)可很好的解決上述鐵路軸承內(nèi)徑檢測問題。
1 測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該測量系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)，可任意與各個尺寸段的測頭搭建，完成不同尺寸段的孔徑測量。具有操作簡單，結(jié)構(gòu)牢固、成套量具具備小巧玲瓏、手持方便等的特點(diǎn)。一次測量不僅能精確地測量孔徑，還可以完成孔的橢圓、錐度、孔的母線形狀等各種幾何形狀誤差的測量。
以內(nèi)徑?130mm為例，該測量系統(tǒng)量具總重量小于0.5kg，塞規(guī)頭特別適用于大批量生產(chǎn)中的自動及手動測量，此測量方法原理簡單，整套測量裝置如圖1所示，量具結(jié)構(gòu)合理，操作方便，測量值不受人為因素影響，一致性好，使用壽命長且精度高。
1.1 測頭
BMD測頭如圖2、圖3所示，特有的導(dǎo)向圓柱體設(shè)計(jì)，導(dǎo)向體與孔徑合理的間隙設(shè)計(jì)保證了測量結(jié)果的可靠性，測頭的漲簧設(shè)計(jì)提供了測力恒定的條件并解決孔徑測量的對中難題，保證了每一次測量對準(zhǔn)中心，有效地解決了內(nèi)徑測量定中心的測量難點(diǎn)，測量過程不需要找拐點(diǎn)，最大限度地減少了人為因素對測量結(jié)果的影響，從而能方便、快速、準(zhǔn)確地得出測量結(jié)果。
BMD測頭可以安裝在自動測量設(shè)備上進(jìn)行自動測量，測頭進(jìn)入孔中后可以利用導(dǎo)向圓柱體和漲簧自動定中心，為解決測頭置入軸承內(nèi)圈時的對準(zhǔn)困難，設(shè)計(jì)了一種可與測頭連接的浮動夾頭（圖4）。浮動夾頭與測頭配合，固定在夾具中使用，浮動夾頭的目的是補(bǔ)償自動測量時測頭相對被測件孔的位置誤差及測頭與內(nèi)徑孔軸線間的角度誤差。浮動夾頭上的調(diào)整螺母可調(diào)整測頭的浮動量（0～±0.5mm可調(diào)，若浮動范圍過大會導(dǎo)致測頭的前端與軸承倒角端面相撞）。保證裝在自動測量機(jī)上的BMD測頭平滑穩(wěn)定的進(jìn)入被測孔，保護(hù)測頭和工件。并利用測頭的漲簧自定心作用在孔徑的絕對中心完成測量，確保測量精度。
1.2 導(dǎo)向圓柱
導(dǎo)向圓柱可使測頭測點(diǎn)位于孔徑的軸向和徑向中心，研磨出有錐度的測針以1:1的比例將測點(diǎn)的測量行程傳遞給夾緊在手柄上的顯示表。
1.3 隔熱手柄
手動測量配置了隔熱手柄，可有效防止溫度傳遞產(chǎn)生的誤差，保持良好的溫度穩(wěn)定性。可避免溫度波動使被測件溫度相差，所引起的測量誤差。
1.4 可旋轉(zhuǎn)附件
手持量具的隔熱手柄上可加旋轉(zhuǎn)附件，加了旋轉(zhuǎn)附件的手柄可使BMD測頭在工件中360o旋轉(zhuǎn),而顯示表保持不動，方便讀數(shù)。配置這種手柄是測量橢圓及棱面度誤差的理想選擇。
 1—指針表；2—手柄；3—測針；4—導(dǎo)向圓柱體；5—測頭；6—測點(diǎn)；7—零件 圖1 BMD塞規(guī)式測量系統(tǒng)手持量儀 |  圖2 帶有導(dǎo)向圓錐的BMD塞規(guī)式測頭 |
 圖3 測量圓錐孔的BMD塞規(guī)式測頭 | |
 圖4 浮動夾頭 | |
2 測量方法及校準(zhǔn)
該系統(tǒng)量儀為比較測量，手持量儀插入校對環(huán)規(guī)，根據(jù)環(huán)規(guī)的實(shí)際尺寸設(shè)置顯示值或?qū)@示值設(shè)置為零，校對環(huán)規(guī)的尺寸應(yīng)與孔的最小尺寸相同，如此可以確保在校準(zhǔn)過程中極大的減小軸向和徑向的誤差。歸零位后手持量儀可直接插人被測零件孔徑，評定被測孔直徑，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)附件360o，可評定孔徑尺寸及橢圓度，手持量儀沿孔軸向移動可評定錐度及孔的母線形狀誤差。
線性：量儀在測量范圍內(nèi)采用兩個校對規(guī)進(jìn)行檢測，使用最小下偏差調(diào)零，然后用上偏差環(huán)規(guī)進(jìn)行比對，整個行程內(nèi)偏差不得超過1%。
重復(fù)性：在名義尺寸相對應(yīng)的校對環(huán)規(guī)中進(jìn)行10次檢測，偏差不超過1μm。
3 誤差分析
3.1 測頭與工件內(nèi)徑差引起測量誤差ΔB
由圖5可以看出：
式中：R為工件半徑，mm；r為BMD測頭導(dǎo)向體半徑，mm。
由圖5可知：R=r+ΔA, ΔA為工件中心與測頭中心的偏移量，mm。
則 
。
 圖5 |  測量截面示意圖 |
3.2 傾斜引起的測量誤差Δα
如圖6所示，
式中：α為傾斜角，（°）；d為工件實(shí)測內(nèi)徑，mm。
 圖6 |  測頭傾斜測量示意圖 |
3.3 千分表指示誤差Δ1
根據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程，測量范圍0～10mm的千分表示值誤差不大于14μm。
3.4 隨機(jī)誤差Δ2
其他諸多隨機(jī)誤差（如標(biāo)準(zhǔn)件誤差、校準(zhǔn)誤差等）引起的誤差小于1μm。
3.5 總測量誤差Δs
通過誤差分析，測量舉例：被測件
，r = 64.90 ，ΔA= 0.10，α = 0.191°，
則測量誤差：ΔB = 0.00015，Δα=（1-cos0.191o）×130=0.0007，被測件公差范圍0.025mm,由此引起的指示表誤差△1=0.35μm，Δ2=1μm，故總測量誤差為
4 結(jié)束語
該測量系統(tǒng)解決了鐵路機(jī)車軸承、客車軸承 、軋機(jī)軸承等重量較重，外形尺寸較大、搬動不方便的高精度軸承內(nèi)徑檢測。其測量原理完全符合滾動軸承內(nèi)徑測量國家標(biāo)準(zhǔn)。檢測系統(tǒng)還可通過更換測頭完成內(nèi)徑錐孔的測量。把顯示系統(tǒng)更換成無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在量儀上編程設(shè)定公差，測量數(shù)據(jù)通過無線電傳輸，安全性高，分辨率可達(dá)到0.0001mm。
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