资料介绍
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1113—2004
轴承套圈角度标准件测量仪校准规范
2004-03-02发布 2004-09-02实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
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JJF 1113—2004 췍
代替 JJG 783—1992
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本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2004年 03月 02 日批准 , 并自2004年 09月 02 日起施行。
归口 单位 : 全国几何量角度计量技术委员会
主要起草单位 : 山东省计量科学研究所
参加起草单位 : 烟台轴承仪器有限公司
本规范委托归口单位负责解释
本规范主要起草人 :
李晓和 (山东省计量科学研究所)
夏霄红 (山东省计量科学研究所)
于志善 (山东省计量科学研究所)
参加起草人 :
孙会庆 (山东省计量科学研究所)
鲍永德 (烟台轴承仪器有限公司)
目录
1 范围
本规范适用于轴承套圈角度标准件测量仪的校准。
2 引用文献
本规范引用下列文献 :
JB/T 6637—1993 滚动轴承用标准器技术要求
JJG 118—1996 扭簧式比较仪检定规程
JJG 396—2002 电感测微仪检定规程
使用本规范时 , 应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 概述
轴承套圈角度标准件测量仪 (以下简称角度测量仪) 主要用于轴承套圈角度标准件的测量。仪器外形如图 1、 图 2所示。
图 1
1—基座 ; 2—正弦尺 ; 3—校对用圆柱 ; 4—正弦尺立臂 ; 5—指示机构传动杠杆 ;
6—指示计传感器 ; 7—立臂 ; 8—滑座 ; 9—平行导轨
4 计量特性
4.1 各工作面的表面粗糙度
图 2
1—基座 ; 2—正弦尺 ; 3—正弦尺立臂 ; 4—锥体样圈 ; 5—指示机构传动杠杆 ;
6—指示计传感器 ; 7—电箱 ; 8—立臂 ; 9—滑座 ; 10—平行导轨
4.1.1 正弦尺立臂工作面 Ra0.04μm。
4.1.2 正弦尺量块支承面 Ra0.04μm。
4.1.3 平行导轨的工作面 Ra0.04μm。
4.1.4 正弦尺臂架上 V形块工作面 Ra0.1μm。
4.2 指示计
配置的指示计应满足相应的国家计量技术法规的要求。
4.3 指示机构的测力和测力变化
指示机构测量端的测力不大于 2.5N, 测力变化不大于 0.6N。 (不加传感器)
4.4 校对用圆柱
技术要求见附录 A。
4.5 正弦尺量块支承面的平面度
平面度 0.5μm (不允许呈凹形)。
4.6 正弦尺立臂工作面的平面度
平面度 0.5μm。
4.7 仪器零值误差
仪器零值误差 0.8μm。
4.8 仪器示值误差
仪器示值误差 ±3″。
4.9 仪器重复性
仪器重复性 0.4μm。
由于校准不作出合格与否的结论 , 上述要求仅供参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 校准时室内温度应为 (20±2)℃ ; 室温变化每小时不大于 0.5℃ ; 被校角度测量仪和校准器具平衡温度时间不少于 24h。
5.1.2 校准工作应在稳固的、无振动的工作台上进行。
5.2 校准器具及其他设备
校准时所需校准器具及其他设备见表 1。
表 1
6 校准项目和校准方法
首先检查外观及各部分相互作用 , 确定没有影响其校准计量特性因素后进行校准。
6.1 各工作面的表面粗糙度
用表面粗糙度比较样块或表面粗糙度测量仪测量。
6.2 指示计
配置的指示计按相应的国家计量技术法规进行。
6.3 指示机构的测力和测力变化
用分度值不大于 0.1N 的测力计 , 分别在指示机构测量端工作行程的始点、 中间点和末点三位置上进行 , 以其中在测力计上读数的最大值为指示机构的测力 , 以三位置上最大和最小测力值之差为测力变化。
6.4 正弦尺量块支承面的平面度
用 D60mm 的 1级平晶以光波干涉法测量。
6.5 正弦尺立臂工作面的平面度
用 D150mm 的 1级平晶 , 以光波干涉法测量 , 如图 3所示。
测量时在正弦尺下面垫一量块 , 使正弦尺大致倾斜 30°, 将平晶安放在被测工作面上并用立臂工作面上的 V形支承块将平晶定位 , 以光波干涉法测量该段的平面度。将平晶沿工作面的长边移动相当平晶半径的距离 , 依次测量其他各段的平面度。取最大值作为测量结果。
图 3
6.6 仪器零值误差
用分度值 0.01μm 的电感比较仪 , 在正弦尺立臂工作面的中间和上、下两端的三个位置上测量 , 对同一测量位置应在校对用圆柱径向间隔 90°的四条母线上进行。
测量时 , 将校对用圆柱安装在立臂工作面的中间位置上 , 调整滑座使指示机构测量端与被测母线相接触 , 并使比较仪的示值位于零位 , 再缓慢地移动滑座 , 使指示机构测量端从圆柱面始端移至末端 , 在比较仪上读取的最大和最小值之差即为该位置零值误差。取三个测量位置误差最大值为仪器零值误差。
6.7 仪器示值误差
用标称角值为 14°28′39″的标准圆锥规测量 , 标准圆锥规的技术要求见附录 B。将标准圆锥规安放在正弦尺立臂工作面的中间位置上 , 在正弦尺一端的圆柱下面置入尺寸为50mm 的 3等量块 , 移动滑座使指示机构测量端接触在距离标准圆锥规定位面 10mm 的位置上 ; 调整指示计的示值于零位 , 指示计稳定后以此为始端记取读数为 a1 ; 移动滑座使指示机构测量端接触在相距始端 80mm 的位置上 , 记取读数为 b1 ; 示值误差的测量应在标准圆锥规径向间隔 90°的四条母线上进行 , 分别得到四组读数 : a1 和 b1 , a2 和b2 , a3 和 b3 , a4 和 b4 , 按式 (1) 计算出指示计两位置上读数差的平均值 Δh:
按式 (2) 计算仪器示值误差 Δα:
arcsin标 (2)
式中 : Δα— 仪器示值误差 (″) ;
H— 被测角所用量块的实际尺寸 (mm) ;
l— 正弦尺两圆柱的轴线间距 (mm) ;
L— 指示计移动的距离 (80mm) ;
ρ— 换算系数 (206265″) ;
β标 — 标准圆锥规的实际角值 (″)。
6.8 仪器重复性
将标准圆锥规安装在正弦尺立臂工作面的中间位置上 , 在正弦尺一端的圆柱下面置
入尺寸为 50mm 的 3等量块 , 移动滑座使指示机构测量端接触在距标准圆锥规定位面
10mm 的位置上 ; 调整指示计的示值于零位 , 待稳定后以此为始端记取读数为 a1 ; 移动
滑座使指示计的测量端接触在相距始端 80mm 的位置上 , 记取读数为 b1 ; 则 d1 =b1 -
复性。
7 校准结果表达
校准后的角度测量仪应填发校准证书 , 校准证书的内容见附录 D。
8 复校时间间隔
角度测量仪复校时间间隔根据实际使用情况而定 , 建议为 1年。
附录 A
校对用圆柱的技术要求
A.1 圆柱面和底端工作面表面粗糙度不大于 Ra0.04μm。
A.2 母线的直线度不大于 0.3μm。
A.3 底工作面的平面度不大于 0.1μm (不允许呈凸形)。
A.4 圆柱面与底工作面垂直度不大于 0.5μm。
附录 B
标准圆锥规的技术要求
热处理 : HRC62~65
冷处理 :
β标的标称角度为 14°28′39″, 其不确定度应不大于 0.5″, k=3。
附录 C
仪器示值误差测量结果的不确定度分析
C.1 校准方法
轴承套圈角度标准件测量仪的仪器示值误差是用标准圆锥规进行测量的。下面以标称角度 β标为 14°28′39″的标准圆锥规对角度测量仪示值误差测量为例进行测量不确定度分析。
C.2 数学模型
式中 : Δα— 测量仪的示值误差 ;
H— 量块尺寸 , mm;
l— 正弦尺两圆柱的轴线间距 (200mm) ; Δh— 在指示计上的读数差 , mm;
L— 指示计移动距离 (80mm) ; β标 — 标准圆锥规的实际角值。
C.3 方差和灵敏系数
c4 = 췍Δα/췍β标 = -1
uc2 =u2 (Δα) =u12 +u22 +u32 +u42 +u52
=cu2 (H)+cu2 (Δh)+cu2 (L)+cu2 (β标)+cu2 (l)
C.4.1 量块误差引起的标准不确定度分量 u (H) 及自由度 ν1
3等量块的测量不确定度为 (0.10+1L) μm, 在测量过程中使用一块 50mm 的量块 , 符合均匀分布 , 包含因子 k取 3, 则其标准不确定度 u(H)=0.15/ 3=0.10μm, 估
计其相对标准不确定度为 10% , 则自由度 ν1 =50。
C.4.2.1 指示计示值误差分量 u21及自由度 ν21
在测量时 , 指示计采用电感式比较仪 , 其 0.01μm挡的最大允许误差为 0.03μm; 均
符合均匀分布 , 每条 母线 为两 次读 数 , 取 4 条母 线上 Δh的平 均值 作为 测量 结果 , 则
u21=(0.03/ 3) × 2/ 4=0.01μm, 估计其相对标准不确定度为 10% , 则自由度 ν21 =50。
在标准圆锥规两端读数分别为 ai, bi 测量 10次 , 其值如表 C.1。
表 C.1 μm
合成标准不确定度 u
自由度 ν2 =u4 (Δh)/(u1/ν21 +u2/ν22)= 10
一般指示计位移距离能控制在 0.5mm 误差范围内 , 符合均匀分布 , 包含因子 k取
3, 估计其相对标准不确定度为 10% , 则 u(L)=0.5/ 3=0.29mm, 则自由度 ν3 =50。
C.4.4 由标准规引入的不确定度分量 u(β标)及自由度 ν4
标准圆锥规的锥度 的检 定极 限误 差为 0.5″, 符合 正态 分布 , 包含 因子 k取 3, 则
u2 =0.5/3=0.17″, 估计其相对标准不确定度为 10% , 则自由度 ν4 =50。
正弦尺两圆柱的轴线间距 (200mm) 的制造公差为 ±1μm, 符合均匀分布 , 包含因
子 k取 3 , 估计 其相 对标 准不 确定 度为 10% , 则 u(L) = 1/ 3 = 0.6μm, 则自 由度
C.5 标准不确定度汇总表 :
表 C.2
C.6 合成标准不确定度 uc 及有效自由度 νeff
uc= u+u+u+u+u = 0.112 +0.102 +0.102 +0.172 +0.182 =0.31″
νeff=u/ (u/ν1 +u/ν2 +u/ν3 +u/ν4 +u/ν5) = 166
C.7 扩展不确定度
取 p= 95% 查表得 k95 =t95 (166)= 1.96, 则
U95 =k95uc= 1.96× 0.31≈0.6″
C.8 不确定度分析结果报告
以标称角度为 14°28′39″标准圆锥规对分度值为 0.01μm 的轴承角度标准件测量仪示值误差测量为例 , 进行示值误差测量结果不确定度分析表明 : 该测量方法得到的测量结果扩展不确定度 U95 =0.6″, 满足校准″要求。 ″
测量结果扩展不确定度 U95 =0.6 是由标准不确定度 uc= 0.31 和包含因子 k= 1.96
的乘积得到。包含因子根据所要求的置信概率 p= 95% , 有效自由度 νeff= 166, 由 t分
布表得到。
附录 D
校准证书内容
校准证书的内容应排列有序 , 格式清晰 , 至少应包括以下内容 :
1. 标题 : 校准证书 ;
2. 实验室名称和地址 ;
3. 进行校准的地点 ;
4. 证书或报告编号 , 页码及总页数 ;
5. 送校单位的名称和地址 ;
6. 被校准仪器名称 : 滚动轴承径向游隙测量仪 ;
7. 被校准仪器的制造厂、型号规格及编号 ;
8. 校准所使用的计量标准名称及有效期 ;
9. 本规范的名称、编号和对本规范的任何偏离、增加或减少的说明 ;
10. 校准时的环境温度情况 ;
11. 校准项目的校准结果 ;
12. 示值误差校准结果的测量不确定度 ;
13. 校准人签名、核验人签名、批准人签名 ;
14. 校准证书签发日期 ;
15. 复校时间间隔的建议 ;
16. 未经校准实验室书面批准 , 不得部分复制校准证书。
