CN103453029A - 一种高速轴承内外圈自动装配装置 - Google Patents

Abstract

一种高速轴承内外圈自动装配装置，属于轴承加工设备。包括工作台、加热机构和夹具，加热机构包括机械手支架、导热板、加热元件、绝缘板和机械手，在机械手支架上开设滑动槽，机械手能在滑动槽内移动，在机械手的一端开设凹槽，机械手与外部控制装置电连接，导热板为圆环状，加热元件套设在导热板上，绝缘板有一对，设在导热板的外壁上并探入凹槽内与机械手连接，夹具位于导热板的正下方，在夹具的上部窄缩有凸台，凸台与夹具间形成台阶面，在台阶面上设外圈和带滚动体的保持架，外圈套设在凸台上且位于保持架高度方向的上方内侧。依靠内圈的自重实现装配，减少轴承在装配过程中的摩擦磨损；温度控制精度高，装配效率高，污染小，使用寿命长。

Description

一种高速轴承内外圈自动装配装置

技术领域

本发明属于轴承加工设备技术领域，具体涉及一种高速轴承内外圈自动装配装置，可用于高精度轴承的装配。

背景技术

轴承是当代机械设备的重要基础零部件，它在机械传动过程中起固定和减少载荷摩擦系数的作用。轴承的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。随着现在社会的进步发展，机械化程度的不断提高，轴承的应用越来越广泛。高速轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈的作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架安装在内圈和外圈之间，其形状、大小和数量直接影响着轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转，起润滑作用。高速轴承的装配是先将内圈、保持架和滚动体组装成内圈组件，然后再将该内圈组件与外圈进行装配。在目前的装配技术中，大多数流水线都是利用外界的压力来实现外圈的装配。然而，采用这种装配方法会使轴承遭受磨损，从而将大大降低其使用寿命。因此，后来就出现了基于热膨胀原理的、利用电加热器来进行外圈装配的方法。传统的热膨胀方法是将外圈放在油浴内加热，然后经人工取出，完成装配。这种方法耗能高、加热时间长，需人工作业，无法实现装配的全自动化，加热及装配的效率均不高，而且操作危险性大、污染也大，同时温度不易控制，有时需要借助外力才能完成装配，这也将影响轴承的使用寿命。现在的热膨胀方法大多采用电磁加热原理来进行装配，该方法较传统装配方法虽有所改善，但仍存在不足，比如外圈的受热不均匀，外圈内部的温度和外部的温度不一样，当超过所要求的温度误差时，会使轴承达不到规格要求，成为不良品。

    鉴于上述已有技术，有必要对现有轴承内外圈的装配装置及方法加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种高速轴承内外圈自动装配装置，其利用电流的热效应将轴承整体加热，并依靠内圈的自重实现装配，极大地减少了轴承在装配过程中的摩擦磨损，提高了轴承的使用寿命；通过对加热元件时间和温度的控制，使轴承外圈获得最佳热膨胀量，加热速度快，污染小，温度控制精度高；体积小，易安装在装配生产线上，实现装配的全自动化。

    本发明的任务是这样来完成的，一种高速轴承内外圈自动装配装置，所述的高速轴承包括内圈、保持架、设在保持架上的多个滚动体和外圈，其特点是：所述的高速轴承内外圈自动装配装置包括工作台、加热机构和夹具，所述的加热机构包括机械手支架、导热板、加热元件、绝缘板和机械手，所述的机械手支架固定安装在工作台上，在机械手支架的中间沿高度方向开设有滑动槽，所述的机械手安装在机械手支架上且能在所述的滑动槽内上下移动，在机械手探出机械手支架外的一端端部开设有凹槽，机械手还与外部控制装置电连接，所述的导热板为圆环状，圆环直径与高速轴承的外圈的外径相适配，所述的加热元件同样为圆环状，套设在导热板的外圆周壁体上，加热元件通过导线与外部控制装置电连接，所述的绝缘板有一对，彼此面对面平行地设置在导热板的外圆周壁体上，并且与所述的加热元件相接触，该对绝缘板的一端分别探入所述的凹槽内并且与所述的机械手构为固定连接，所述的高速轴承安装在夹具上，该夹具置于所述的工作台上且位于导热板高度方向的正下方，夹具为一圆柱体，在夹具高度方向的上部窄缩而形成有一圆柱形的凸台，所述的凸台与夹具的本体之间形成有台阶面，在所述的台阶面上由外向内依次设置有高速轴承的外圈和带滚动体的保持架，所述高速轴承的外圈套设在凸台上并且位于保持架高度方向的上方内侧。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的加热机构还包括一温度传感器，所述的温度传感器设置在机械手的凹槽内，且位于一对绝缘板之间，温度传感器与外部控制装置电连接。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的导热板为金属板。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的绝缘板为云母板。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的加热元件为加热电阻。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的外部控制装置为单片机或PLC控制器。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的导热板的轴心与所述的夹具的轴心在同一轴线上。

本发明由于采用了上述结构，具有的有益效果：首先，将导热板与机械手连接，通过机械手能把导热板移动到最佳高度对轴承整体加热，加热的速度可以通过电源的功率控制，而对轴承加热的时间以及温度可以通过外部控制装置来控制；其次，通过对轴承加热的时间与温度的控制，可使轴承外圈获得最佳的热膨胀量，从而轴承的内圈只需通过自重就能自动落入保持架的内侧而完成整个轴承的装配，减少了轴承在装配过程中的摩擦磨损，提高了轴承的装配精度；第三，把轴承整体放置在呈阶梯状的专用夹具上，起到对轴承的定位作用，通过移动导热板对其加热，自动化程度高，同时由于体积小，易安装在装配生产线上，实现轴承的全自动化装配，大大地提高了装配效率，同时装配过程中的安全系数也有了提高，污染得到改善，能有效延长轴承的使用寿命。

附图说明

 图1为本发明的结构示意图。

图中：1.工作台；2.加热机构、21.机械手支架、211.滑动槽、22.导热板、23.加热元件、24.绝缘板、25.机械手、251.凹槽、26. 温度传感器、27.导线、28.螺栓；3.夹具、31.台阶面、32.凸台；4.高速轴承、41.内圈、42.保持架、43.滚动体、44.外圈。

具体实施方式

    为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1，一种高速轴承内外圈自动装配装置，所述的高速轴承4包括内圈41、保持架42、设在保持架42上的多个滚动体43和外圈44，所述的高速轴承内外圈自动装配装置包括工作台1、加热机构2和夹具3。所述的加热机构2和夹具3分别设置在所述的工作台1上。其中：所述的加热机构2包括机械手支架21、导热板22、加热元件23、绝缘板24和机械手25，在本实施例中，所述的导热板22为金属板，所述的加热元件23为加热电阻，所述的绝缘板24为云母片。所述的机械手支架21固定安装在工作台1上，在机械手支架21的中间沿高度方向开设有滑动槽211；所述的机械手25安装在机械手支架21上且能在所述的滑动槽211内上下移动，在机械手25探出机械手支架21外的一端端部开设有凹槽251，机械手25还与外部控制装置电连接；所述的导热板22为圆环状，圆环直径与高速轴承4的外圈44的外径相适配；所述的加热元件23为圆环状，套设在导热板22的外圆周壁体上，加热元件23通过导线27与外部控制装置电连接，此处所述的导线27优选为绝缘镍电线；所述的绝缘板24有一对，彼此面对面平行地设置在导热板22的外圆周壁体的中间，并且与加热元件23相接触，绝缘板24与加热元件23相互绝缘，该对绝缘板24的一端分别探入所述的凹槽251内并且与所述的机械手25构为固定连接，具体是：两者之间通过螺栓28连接固定。所述的加热机构2还包括一温度传感器26，所述的温度传感器26设置在机械手25的凹槽251内，且位于一对绝缘板24之间，温度传感器26也与外部控制装置电连接。所述的外部控制装置为单片机或PLC控制器。所述的高速轴承4安装在夹具3上，该夹具3置于所述的工作台1上且位于导热板22高度方向的正下方，夹具3为一圆柱体，该圆柱体的轴心与导热板22的轴心在同一轴线上。在夹具3高度方向的上部窄缩而形成有一圆柱形的凸台32，所述的凸台32与夹具3的本体之间形成有台阶面31，在所述的台阶面31上由外向内依次设置有高速轴承4的外圈41和带滚动体43的保持架42，所述高速轴承4的外圈44套设在凸台32上并位于保持架42高度方向的上方内侧。

请继续参阅图1，叙述本发明的工作原理。将高速轴承4的外圈41、带滚动体43的保持架42放置于夹具3的台阶面31上，且保持架42位于外圈41的内侧，将高速轴承4的外圈44套设在凸台32上并位于保持架42高度方向的上方内侧；接通电源，外部控制装置开始工作，由外部控制装置驱动机械手25沿机械手支架21的滑动槽211自上而下移动，使导热板22跟随机械手25一起向下位移并且套设在外圈44的圆周外侧；同时，加热元件23经由外部控制装置控制而接通电源，开始对整个轴承进行加热，当达到外圈44实际膨胀量时，位于保持架42上方内侧的内圈41能够通过自重自动落入保持架42内而完成整个轴承的装配，自动化程度高，操作简单，升温速度快，装配效率高，且在装配过程中避免了不必要的磨损，提高了轴承的使用寿命。

当整个轴承完成自动装配后，再由外部控制装置驱动机械手25沿机械手支架21的滑动槽211自下而上移动，使导热板22与外圈44分离。所述的温度传感器26受外部控制装置控制，能对不同的产品和不同的装配条件设置不同的加热温度和加热时间，从而增加了该装置的自动化水平。

Claims (7)

1.一种高速轴承内外圈自动装配装置，所述的高速轴承(4)包括内圈(41)、保持架(42)、设在保持架(42)上的多个滚动体(43)和外圈(44)，其特征在于：所述的高速轴承内外圈自动装配装置包括工作台(1)、加热机构(2)和夹具(3)，所述的加热机构(2)包括机械手支架(21)、导热板(22)、加热元件(23)、绝缘板(24)和机械手(25)，所述的机械手支架(21)固定安装在工作台(1)上，在机械手支架(21)的中间沿高度方向开设有滑动槽(211)，所述的机械手(25)安装在机械手支架(21)上且能在所述的滑动槽(211)内上下移动，在机械手(25)探出机械手支架(21)外的一端端部开设有凹槽(251)，机械手(25)还与外部控制装置电连接，所述的导热板(22)为圆环状，圆环直径与高速轴承(4)的外圈(44)的外径相适配，所述的加热元件(23)同样为圆环状，套设在导热板(22)的外圆周壁体上，加热元件(23)通过导线(27)与外部控制装置电连接，所述的绝缘板(24)有一对，彼此面对面平行地设置在导热板(22)的外圆周壁体上，并且与所述的加热元件(23)相接触，该对绝缘板(24)的一端分别探入所述的凹槽(251)内并且与所述的机械手(25)构为固定连接，所述的高速轴承(4)安装在夹具(3)上，该夹具(3)置于所述的工作台(1)上且位于导热板(22)高度方向的正下方，夹具(3)为一圆柱体，在夹具(3)高度方向的上部窄缩而形成有一圆柱形的凸台(32)，所述的凸台(32)与夹具(3)的本体之间形成有台阶面(31)，在所述的台阶面(31)上由外向内依次设置有高速轴承(4)的外圈(41)和带滚动体(43)的保持架(42)，所述高速轴承(4)的外圈(44)套设在凸台(32)上并位于保持架(42)高度方向的上方内侧。

2.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的加热机构(2)还包括一温度传感器(26)，所述的温度传感器(26)设置在机械手(25)的凹槽(251)内，且位于一对绝缘板(24)之间，温度传感器(26)与外部控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的导热板(22)为金属板。

4.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的绝缘板(24)为云母板。

5.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的加热元件(23)为加热电阻。

6.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的外部控制装置为单片机或PLC控制器。

7.根据权利要求1所述的一种高速轴承内外圈自动装配装置，其特征在于所述的导热板(22)的轴心与所述的夹具(3)的轴心在同一轴线上。

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