轴承试验设备精度恢复方法与流程

本发明涉及轴承试验设备精度恢复方法，具体为一种轴承试验设备精度恢复方法。

背景技术：

1、轴承试验设备是开展各类轴承径向、轴向载荷性能、耐久寿命测试的核心专用装备，而设备内部设有驱动主轴座与试验单元工装座，二者圆柱安装孔的同轴度精度直接决定轴承试验过程振动量、偏心载荷大小，进而影响轴承测试数据准确性与试验件使用寿命。

2、其中，轴承试验设备底座、主轴座、工装座均为金属铸锻构件，在设备长期往复加载、持续旋转运行过程中，其金属内部残余应力会缓慢释放，使主轴座、工装座贴合平面及圆柱孔发生微量形变，随使用时长累积变形量持续增大，最终造成主轴座主轴孔与工装座试验单元安装孔轴心偏移、同轴度严重超差；当两孔轴线不同轴时，试验轴承每旋转一周会持续承受周期性偏心载荷，使得设备运行振动剧烈，进而导致试验数据失真，严重时直接造成待测轴承损坏，使得设备必须停机开展精度修复。

3、而目前行业内主流修复方式分为两类：第一种为衬套镶配修复，即将变形孔内壁去除部分材料后压入金属衬套，再对衬套内孔机加工至标准尺寸；第二种为堆焊修复，在变形孔内壁堆焊金属填充间隙，再镗削加工恢复公称孔径。上述两种传统修复方案均需向设备本体引入衬套、堆焊层等全新异种金属材料，而新增金属材料内部存在未释放的铸造、焊接残余应力，使得修复完成投入使用后，而新增材料应力会逐步释放并再次产生形变，短时间内同轴度精度再次失效，需要反复停机返修；同时堆焊、镶衬套工序繁琐，需要多道分体加工、装配工序，修复周期长、机加工耗材与人工成本高，大幅降低轴承试验设备有效作业时长。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明提供了一种轴承试验设备精度恢复方法，为解决现有轴承试验设备长期使用后构件应力释放变形导致主轴座与工装座同轴度超差，以及传统堆焊、加装衬套修复方式成本周期长、新增材料后续应力释放易再次变形影响测试精度的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种轴承试验设备精度恢复方法，包括以下步骤：

3、s1、在主轴座的主轴孔中安装主轴，将主轴的旋转端与工装座上的试验单元安装孔进行装配，在主轴的旋转端上安装千分表并使千分表的探针与试验单元安装孔内周壁相接触；

4、s2、通过转动主轴以使千分表检测主轴座与工装座之间的同轴度差值，对同轴度差值进行判定，若同轴度差值＞0.01mm时则判定工装座和主轴座同轴精度丧失，若同轴度差值≤0.01mm时则判定工装座和主轴座同轴精度正常；

5、s3、基于步骤s2，若同轴度差值＞0.01mm时记录同轴度差值数值并计算主轴孔和试验单元安装孔的修磨距离数据，所述主轴孔的修磨距离和试验单元安装孔的修磨距离数据均为同轴度差值数值+修磨作业预留安全余量，所述修磨作业预留安全余量为1mm；

6、s4、所述主轴座由第一座体和第一盖体构成，所述工装座由第二座体和第二盖体构成，拆分所述主轴座使第一座体与第一盖体分离，拆分所述工装座使第二座体与第二盖体分离，依据修磨距离数据对第一座体顶壁平面、第一盖体底壁平面、第二座体顶壁平面和第二盖体底壁平面分别通过数控铣床的铣刀进行第一次修磨处理，将经第一次修磨处理的第一座体与第一盖体通过螺钉锁紧贴合组装成主轴座，将经第一次修磨处理的第二座体与第二盖体通过螺钉锁紧贴合组装成工装座，将所述主轴座和工装座装夹至数控镗床，通过数控镗床对第一座体两侧外壁和第一盖体两侧外壁均进行加工并形成有主轴座圆柱定位凸起，居于同侧的两个所述主轴座圆柱定位凸起组合形成主轴座圆柱定位面，通过数控镗床对第二座体两侧外壁和第二盖体两侧外壁均进行加工并形成有工装座圆柱定位凸起，居于同侧的两个所述工装座圆柱定位凸起组合形成工装座圆柱定位面；

7、s5、设定初始尺寸数据，以步骤s4中工装座圆柱定位凸起为加工基准，通过数控镗床对主轴孔以初始尺寸数据进行第二次修磨处理，以经第二次修磨处理的主轴座圆柱定位凸起为加工基准，通过数控镗床对试验单元安装孔以初始尺寸数据进行第三次修磨处理；

8、s6、将经步骤s5处理后的主轴座和工装座重新遍历步骤s1和步骤s2以重新判定，若判定失败则重新遍历步骤s3至步骤s5。

9、本发明进一步设置：所述数控铣床铣刀选用硬质合金立铣刀，所述数控铣床的铣削修磨模式采用逐层微量切削模式且单次铣削切削深度范围控制在0.02mm-0.05mm。

10、本发明进一步设置：所述步骤s2中同轴度数值采集时，所述千分表沿试验单元安装孔周向均匀选取至少6个点位以记录千分表读数，通过取千分表读数的最大值与最小值的差值作为最终同轴度差值。

11、本发明进一步设置：在所述步骤s1中装配主轴与千分表前，提前对所述主轴外圆、试验单元安装孔内壁做除油、除锈、毛刺打磨预处理。

12、采用上述技术方案有益的是：上述技术中修复过程仅对主轴座、工装座自身本体平面、外壁金属进行切削去除加工，全程不采用堆焊、镶衬套等引入异种新材料的修复手段，不存在新增材料后续应力释放再次引发座体变形、同轴度超差的问题，修复后设备同轴精度可长期稳定维持，大幅降低设备反复停机返修频率，有效提升轴承试验设备连续作业时长与测试稳定性。

13、上述技术中设计标准化同轴度检测判定体系，通过装配主轴与千分表搭建专用检测结构，沿试验单元安装孔周向均匀采集至少6处千分表读数，以读数最大、最小差值作为真实同轴度偏差，并以0.01mm作为量化判定阈值，使得检测数据客观、误差小，能够精准区分设备精度合格与失效状态，以此避免依靠人工经验判断带来的误检、漏检问题。同时设置定量化修磨余量计算规则，以实测同轴度差值叠加1mm固定安全余量作为各贴合平面的修磨距离，既保证能够完全抵消原有同轴偏移量，又通过安全余量规避修磨量不足、加工余量不够的问题，以此实现修磨尺寸标准化可控，显著提升一次修复合格率。

14、上述技术中将主轴座拆分为第一座体、第一盖体，工装座拆分为第二座体、第二盖体，针对性对各分体的贴合平面独立铣削修磨，以此精准消除座体贴合面应力变形带来的平面翘曲；而铣削采用硬质合金立铣刀配合0.02-0.05mm逐层微量切削工艺，避免大切削量造成座体局部热变形、应力突变，保障分体贴合面的平面度精度。而在分体修磨完成后将主轴座、工装座整体锁紧贴合、而后装夹于数控镗床并同步加工圆柱定位凸起，使得同侧定位凸起组合形成完整圆柱定位面，上述整套结构共用同一加工基准，彻底解决传统分体加工基准不统一、修复后仍存在同轴偏差的缺陷，从加工源头保证主轴座、工装座圆柱定位面同轴基础精度。

15、上述技术中采用互为基准分步精镗工艺：先以工装座圆柱定位凸起为基准修复主轴孔，再以校正后的主轴座圆柱定位凸起为基准精镗试验单元安装孔，全程严格按照设备出厂初始尺寸加工，以此精准还原设备原始设计装配尺寸，消除试验运行过程中的周期性偏心载荷，进而减小设备振动，保证轴承各项性能试验数据真实、准确。

16、上述技术中设置闭环复测修复流程，以在精加工完成后重新执行同轴度检测判定，精度不达标可循环执行余量计算、平面铣削、镗削加工工序，直至同轴度满足使用标准，以此保障修复精度下限。

17、上述技术中检测前对主轴外圆、试验单元安装孔内壁开展除油、除锈、去毛刺预处理，以此清除孔壁杂质与凸起，防止异物挤压千分表探针干扰读数，进一步降低同轴度检测误差，提升精度判定结果的可靠性。

18、综上所述，相比传统堆焊、镶套修复方案，本发明无需焊接、衬套定制、二次镶配等复杂工序，大幅缩短设备停机修复周期，以此减少焊接耗材、衬套配件及人工加工成本，具备良好的经济效益，可适配各类轴承耐久、载荷性能试验设备的同轴精度校正作业。