CN103292764B - 一种轴承外圈高度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承外圈高度检测辅具，所述辅具为倒扣的碗形结构，其下边缘为连续环形的轴承外圈压紧部，其上端面的中央位置具有凸出的测量部，所述轴承外圈压紧部围绕着凹陷部，所述凹陷部的内径与安装轴承的轴的轴头间隙配合以对所述辅具进行轴向定位。本发明还提供了安装有该辅具的轴承外圈高度检测设备和利用该辅具进行轴承外圈高度检测的方法。本发明能够高效、准确地对轴承外圈高度进行检测。

Description

一种轴承外圈高度检测方法

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及对轴承外圈的高度进行检测的辅具、设备和方法。

背景技术

在机械设备、汽车等领域经常用到滚珠、滚柱、滚针等各种形式的轴承，轴承的轴向游隙直接影响轴承的使用寿命、传动部件的运转平稳性以及可靠性。在某些情况下，轴承的安装精度要求非常高，例如一般在背对背安装圆锥滚子轴承时，轴承的轴向游隙要求为0.05mm-0.07mm，既安装精度达到了0.01mm级别，此时需要用高度游标卡尺或精度更高的检测方法对轴承外圈的高度进行精确测量后才能选择合适的垫片来保证轴承的轴向游隙，这样对轴承外圈高度的测量精度的要求就比较高。而轴承内外圈端面的加工精度很低，一般为自由公差，同时轴承的内外圈之间也存在间隙，所以很难精确测量轴承外圈的高度。如果在轴承的生产阶段进行严格的精度要求，则无疑会大幅提高采购成本，而且即使这样，在轴承安装到轴上后，产品的加工精度仍然无法保证安装精度，需要对轴承外圈高度进行实测。

目前对轴承外圈的测量采用直接测量法，即测量轴承外圈的对称的两个点或四个点，用这两个点或四个点的平均值作为轴承外圈的高度值，从而选择合适的垫片用来调整轴承的轴向游隙。一般认为，所测量的点越多，所求得的平均值误差越小。但是，首先增加测量点必然带来测量效率的降低，另外由于轴承内圈、滚子、轴承外圈之间有可能存在间隙，所以通过点测量所得的轴承外圈的高度本身就会有误差，从而影响测量精度。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种能够高效、准确地对轴承外圈高度进行检测的辅具、设备和方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种轴承外圈高度检测辅具，所述辅具为倒扣的碗形结构，其下边缘为连续环形的轴承外圈压紧部，其上端面的中央位置具有凸出的测量部，所述轴承外圈压紧部围绕着凹陷部，所述凹陷部的内径与安装轴承的轴的轴头间隙配合以对所述辅具进行轴向定位。

优选地，所述轴承外圈压紧部和所述测量部的端面为经过精磨的平面。

优选地，所述轴承外圈压紧部的端面的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤1.6μm，所述测量部的端面的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤0.8μm。

一种轴承外圈高度检测设备，包括：如上所述的辅具；测量传感器；压紧头；所述辅具和所述测量传感器均安装在所述压紧头上，所述测量传感器对所述辅具的测量部的端面进行测量。

一种轴承外圈高度检测方法，包括以下步骤：将轴承安装到轴上；将如上所述的辅具置于所述轴承上，使所述轴承外圈压紧部接触所述轴承外圈；对所述辅具的测量部的端面进行高度测量，读取测量值；将测量值减去所述辅具的标准高度值，得实测值。

优选地，上述方法还包括以下步骤：在所述辅具置于所述轴承上后，施加外力下压所述辅具。

优选地，在将所述辅具置于所述轴承之前，对所述辅具的高度进行精密测量，将所测得的标准高度值刻在所述辅具上。

本发明的有益效果在于：

本发明的辅具采用连续环形的轴承外圈压紧部来接触轴承外圈，而测量时对中央位置处的测量部进行测量，将轴承外圈的高度的间断的多次点测量转化为连续的一次测量，并且该连续测量相当于对轴承外圈中央的测量，而测量时也不会引起轴承内圈、滚子、轴承外圈之间的间隙造成轴承外圈的翻转，测量效率和精度更高。同时辅具能够依靠自身的重力消除轴承内圈、滚子、轴承外圈之间的间隙对测量精度的影响。而在测量前通过外界施加下压力，能够进一步确保轴承内圈、滚子、轴承外圈之间的间隙的影响被消除。

进一步地，轴承外圈压紧部和测量部的端面经过精磨后，精度进一步提高，其自身精度的提高使得测量能够满足更高的精度要求。

进一步地，轴承外圈压紧部的端面的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤1.6μm，所述测量部的端面的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤0.8μm，使得测量结果符合一般轴承安装精度要求。

将辅具直接安装到轴承外圈高度检测设备的压紧头上后，检测设备在下压的同时完成了间隙消除、测量两个目的，检测效率更高，更适合自动化生产的高节拍要求。

进一步地，辅具置于所述轴承上后，测量前施加外力下压辅具，能够确保辅消除轴承内圈、滚子、轴承外圈之间的间隙对测量精度的影响。

进一步地，所述辅具的标准高度通过精密测量，将实测值刻在辅具上，从而避免了辅具制造的误差，进一步的提高了轴承外圈的检测精度。

附图说明

图1是现有技术下轴承外圈高度检测原理示意图；

图2是现有技术下检测过程中轴承外圈翻转示意图；

图3是本发明的实施例的辅具主视剖视图；

图4是本发明的实施例的辅具俯视图；

图5是采用本发明的辅具进行轴承外圈高度检测的原理示意图；

图6是本发明的实施例的轴承外圈检测设备的工作原理图。

上图中标记说明：轴承外圈1、滚子2、轴承内圈3、轴4、辅具5、轴承外圈压紧部51、上端面52、测量部53、凹陷部54、端面55、端面56、压紧头6、测量传感器7、轴头8。

具体实施方式

接下来将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

参考图1，将轴承安装到轴4上后，需要测量轴承外圈相对于某基准面P的高度H1以选择垫片调整轴向游隙。在现有技术下，一般是选取多组对称的点A（图中只示出一点），采用高度游标卡尺进行测量，然后取平均值。测量点越多，测量值越准确，但测量效率越低。

结合图1、图2，由于轴承外圈1、滚子2和轴承内圈3之间存在间隙S，因此在对A点进行测量时，高度游标卡尺（未示出）的量爪压在A点时，轴承外圈会发生少许翻转，使得每一次H1的测量值均是不准确的，因此其平均值也是不准确的。在安装精度要求较高时，尤其是达到0.01mm的精度要求时，这会显著降低检测精度，这种情况是无法接受的。

结合图3、图4，辅具5为倒扣的碗形结构，辅具5的下边缘为连续环形的轴承外圈压紧部51，辅具5的上端面52的中央位置具有凸出该上端面的测量部53，轴承外圈压紧部51围绕着凹陷部54。凹陷部54为对辅具5进行镗孔或者锪孔加工去除多余材料后形成的，其内径d与轴4的轴头8的外径之间形成间隙配合，因此在测量时，凹陷部54能够对辅具5起到轴向定位的作用，保证了辅具5不会由于产生翻转而影响测量精度。轴承外圈压紧部51的端面55用于测量时压紧轴承外圈1，测量部53的端面56用于作为量爪的测量面。为了精确，优选端面55和端面56为经过精磨的平面。经过精磨后，端面55的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤1.6μm，端面56的平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤0.8μm。在采用辅具进行测量前，用影像测量仪或者三坐标测量机对端面55和端面56之间的高度进行测量，作为辅具5标准高度值h，这样能够使标准高度值h的精度达到微米级别，减少了辅具5的尺寸公差对测量数值的影响，保证了测量结果的精确。在批量化生产时，能够制造不同高度的辅具5，并将各自的标准高度值h刻在辅具5上，便于测量时对辅具5的选取。

图5示出了采用本发明的辅具5进行轴承外圈1的高度检测的原理。一般，在测量时，轴4是竖直放置的。将轴承的内圈套装到轴4上实现轴承安装后，将辅具5置于轴承上，使轴承外圈压紧部51接触轴承外圈1，凹陷部54避让轴4的轴头8并能够利用轴头8对辅具5进行导向定位。这时，在辅具5本身的重力作用下，由于轴承外圈压紧部51是连续的环形，因此轴承外圈1被均衡地下压，消除间隙S的影响。为了确保间隙S的影响被彻底消除，优选用手或者其它工具对辅具5的上端面52施加外力进行下压。然后，用高度游标卡尺等工具对端面56进行高度测量，读取测量值H。将测量值H减去辅具5的标准高度值h，得实测值H1。则仅通过一次对中央的端面56的测量，并经一次计算既能够得出较为精确的轴承外圈1的高度值，该高度值的测量符合最小二乘法测量原理，相较于多点测量取平均值更加精确。

参考图6，其示出了轴承外圈高度检测设备的工作部分。辅具5被安装在压紧头6上，测量传感器7（例如光电形式、压电形式或者机械形式的触头）也被安装在压紧头6上，且测量传感器7与端面56对齐，当压紧头下压，使辅具5压紧在轴承外圈1上后，测量传感器7对端面56进行测量。测量完成后，压紧头6抬起，进行下一个轴承外圈的测量。压紧头6安装在生产线上的自动化设备（例如机械手）上，与生产线同步，能够适合大规模、高效率的自动化装配。

虽然本发明是根据上述实施例进行详细描述的，但本发明的保护范围并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够很容易地对上述实施例进行等效修改或等同替换，但并不离开本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种轴承外圈高度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将轴承安装到轴上；

将轴承外圈高度检测辅具置于所述轴承上，所述轴承外圈高度检测辅具为倒扣的碗形结构，其下边缘为连续环形的轴承外圈压紧部，其上端面的中央位置具有凸出的测量部，所述轴承外圈压紧部围绕着凹陷部，所述凹陷部的内径与安装轴承的轴的轴头间隙配合以对所述轴承外圈高度检测辅具进行轴向定位，使所述轴承外圈压紧部接触所述轴承外圈；

对所述轴承外圈高度检测辅具的测量部的端面进行高度测量，读取测量值；

将测量值减去所述辅具的标准高度值，得实测值。

2.根据权利要求1所述的轴承外圈高度检测方法，其特征在于，所述轴承外圈压紧部和所述测量部的端面为经过精磨的平面。

3.根据权利要求2所述的轴承外圈高度检测方法，其特征在于，所述轴承外圈压紧部的端面的平面度≤0.01mm且表面粗糙度≤1.6μm，所述测量部的端面的平面度≤0.01mm且表面粗糙度≤0.8μm。

4.根据权利要求1所述的轴承外圈高度检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述辅具置于所述轴承上后，施加外力下压所述辅具。

5.根据权利要求1或4所述的轴承外圈高度检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：在将所述辅具置于所述轴承之前，对所述辅具的高度进行精密测量，将所测得的标准高度值刻在所述辅具上。