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機床絲杠用推力角接觸球軸承檢測

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發(fā)布時間：2025-07-19 18:18:25 更新時間：2025-07-18 18:18:25

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

機床絲杠用推力角接觸球軸承檢測：確保精密與可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在機床的核心傳動部件——絲杠系統(tǒng)中，推力角接觸球軸承扮演著至關(guān)重要的角色。它需要同時承受高精度的軸向載荷和一定的徑向載荷，并保證絲杠系統(tǒng)在高速、精密運動下的平穩(wěn)性、低摩擦和長壽命。因此，對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格、全面的檢測是保證機床整體精度、可靠性和使用壽命的核心環(huán)節(jié)。任何微小的尺寸偏差、材料缺陷或性能不足都可能導(dǎo)致傳動精度下降、振動加劇、溫升過高乃至軸承的早期失效，進(jìn)而影響整臺機床的加工性能。對這類軸承的檢測，必須依據(jù)科學(xué)的方法、采用精密的儀器并遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋從材料、幾何精度到動態(tài)性能的各個方面。

關(guān)鍵檢測項目

針對機床絲杠用推力角接觸球軸承的特殊工況和要求，其檢測項目通常包括但不限于以下幾個方面：

1. 尺寸精度與旋轉(zhuǎn)精度： 包括內(nèi)徑、外徑、寬度（高度）、裝配高度、滾道尺寸、接觸角、溝曲率半徑等基本尺寸的偏差；以及軸承的徑向跳動、軸向跳動、端面跳動等旋轉(zhuǎn)精度指標(biāo)。這些直接影響軸承的裝配性能和運行精度。
2. 形位公差： 如套圈的圓度、圓柱度、垂直度（端面對滾道的垂直度）、平行度（兩套圈端面平行度）等，對軸承的載荷分布和運行平穩(wěn)性至關(guān)重要。
3. 表面質(zhì)量： 包含滾道、滾動體及套圈端面的表面粗糙度、劃痕、壓坑、銹蝕、燒傷等外觀缺陷的檢測。
4. 材料與熱處理： 檢查材料成分（如GCr15等）、金相組織（馬氏體級別、碳化物分布、殘余奧氏體量等）、硬度（表面硬度和芯部硬度）、硬化層深度及有無脫碳、軟點等熱處理缺陷。
5. 內(nèi)部游隙/預(yù)緊力： 測量軸承在施加規(guī)定載荷后的軸向游隙或預(yù)緊力（預(yù)變形量），這對絲杠系統(tǒng)的剛性、精度和溫升控制有決定性影響。
6. 動態(tài)性能：

摩擦力矩： 測量軸承在低速旋轉(zhuǎn)下的啟動力矩和旋轉(zhuǎn)力矩，反映潤滑狀態(tài)和內(nèi)部摩擦損失。
振動與噪聲： 使用專用設(shè)備測量軸承在特定轉(zhuǎn)速和載荷下的振動速度、加速度等級或噪聲等級，評估其運行平穩(wěn)性。
溫升試驗： 模擬實際工況（轉(zhuǎn)速、載荷、潤滑），監(jiān)測軸承運行過程中的溫度變化，評估其發(fā)熱性能。
壽命與可靠性試驗： 進(jìn)行加速壽命試驗，評估軸承在額定載荷和轉(zhuǎn)速下的疲勞壽命和可靠性。

7. 密封性能（如適用）： 對于帶密封/防塵蓋的軸承，需檢查密封的完整性及防塵、防漏脂能力。
8. 清潔度與殘磁： 檢測軸承內(nèi)部清潔度（顆粒污染度），并確保殘磁量符合要求，防止吸附磨粒加劇磨損或影響儀器。

主要檢測儀器

完成上述檢測項目需要依賴一系列高精度、專業(yè)化的儀器設(shè)備：

1. 精密測量儀器：

高精度三坐標(biāo)測量機 (CMM)：測量復(fù)雜形位公差、曲面輪廓（如溝道）。
圓度儀/圓柱度儀：精確測量套圈的圓度、圓柱度。
輪廓儀/粗糙度儀：測量表面粗糙度。
高精度高度儀/測長機：測量寬度、裝配高度等尺寸。
專用軸承測量儀（如D儀、G儀）：測量內(nèi)徑、外徑、溝徑、溝位、跳動等。
接觸角測量儀：精確測量軸承的接觸角。
游隙測量儀：測量軸向/徑向游隙。
預(yù)緊力測量裝置：測量或設(shè)定軸承的預(yù)緊力。

2. 材料與硬度檢測設(shè)備： 金相顯微鏡、顯微/洛氏/維氏硬度計、光譜分析儀、渦流/磁粉探傷儀等。
3. 動態(tài)性能測試設(shè)備：

摩擦力矩測量儀。
軸承振動測量儀（如S0910系列、BVT系列等）。
軸承壽命試驗機（可模擬轉(zhuǎn)速、載荷、潤滑）。
溫升試驗臺（配備溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）。

4. 其他專用設(shè)備： 清潔度檢測儀、殘磁檢測儀、氣密性檢測儀等。

核心檢測方法

檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)性是保證結(jié)果一致性和可靠性的關(guān)鍵：

1. 尺寸與形位檢測： 依據(jù)圖紙和技術(shù)要求，在恒溫條件下（通常20±1°C），使用對應(yīng)精度的量儀，按照規(guī)定的測點分布、測量力、測量基準(zhǔn)進(jìn)行。CMM測量需合理規(guī)劃測點路徑和評價方法。
2. 表面質(zhì)量檢測： 目視檢查（有時借助放大鏡）結(jié)合輪廓儀/粗糙度儀定量測量。
3. 材料與硬度檢測： 按相關(guān)金相和熱處理標(biāo)準(zhǔn)制樣、侵蝕、觀察和評級；硬度測試按規(guī)定的位置、載荷和保壓時間進(jìn)行。
4. 游隙/預(yù)緊力檢測： 使用專用儀器在施加規(guī)定測量載荷（測隙力）下進(jìn)行測量，方法需嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如測量方向、載荷大小、穩(wěn)定時間）。預(yù)緊力測量通常通過測量預(yù)緊后的變形量或軸向剛度來實現(xiàn)。
5. 動態(tài)性能檢測：

振動噪聲： 在標(biāo)準(zhǔn)化的試驗條件下（轉(zhuǎn)速、徑向/軸向載荷、傳感器位置、濾波器設(shè)置），嚴(yán)格按照對應(yīng)振動測量標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 15242, JB/T 7047）進(jìn)行。
摩擦力矩： 在低速、輕載或無載下測量啟動力矩和平均旋轉(zhuǎn)力矩。
溫升試驗： 在模擬工況下運行軸承，監(jiān)測關(guān)鍵部位（如外圈）的溫度變化，記錄達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間和溫度值。
壽命試驗： 按加速壽命試驗方法（如ISO 281擴(kuò)展計算或強化試驗法）進(jìn)行，記錄失效時間或轉(zhuǎn)數(shù)。

遵循的檢測標(biāo)準(zhǔn)

機床絲杠用推力角接觸球軸承的檢測活動必須嚴(yán)格遵循國家和國際標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范以及用戶特定的技術(shù)要求：

1. 基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 307.1-2017 / ISO 492:2014： 滾動軸承向心軸承公差 - 定義了尺寸公差和幾何公差。
GB/T 307.2-2020 / ISO 199:2014： 滾動軸承測量和檢驗的原則及方法 - 規(guī)定了測量基礎(chǔ)和方法。
GB/T 307.3-2017 / ISO 113:2010： 滾動軸承通用技術(shù)規(guī)則 - 涵蓋標(biāo)志、包裝、清潔度等通用要求。
GB/T 307.4-2017 / ISO 5753:2009： 滾動軸承徑向游隙 - 規(guī)定游隙等級和測量方法（推力軸承主要關(guān)注軸向游隙）。

2. 振動與噪聲標(biāo)準(zhǔn)：