CN105423864A - 轴承轴向游隙测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轴承轴向游隙测量装置，用于测量行星轮内的两个双列满装圆柱滚子轴承的轴向游隙，包括支撑装置、提升装置及测量装置；支撑装置竖直支撑所述行星轮，以使内隔环与上轴承的内圈相分离，并且该支撑装置包括与所述两轴承的外圈分别结合的第一施力部和第二施力部，所述第一施力部和第二施力部向两所述轴承的外圈施加方向相反的作用力以使两个所述外圈与孔用挡圈和外隔环紧密接触；提升装置包括与下轴承的内圈结合并能够升降的升降部，该升降部向上提升下轴承的内圈直至该下轴承的滚子与该下轴承的挡边接触，测量装置测量所述升降部运动时，所述上轴承的内圈向上运动的距离。本发明装置结构简单，测量准确，便于现场操作并且携带方便。

Description

轴承轴向游隙测量装置

技术领域

本发明涉及一种轴承轴向游隙测量装置，特别是涉及一种测量风电增速齿轮箱中的行星轮中双列满装圆柱滚子轴承的轴向游隙的测量装置。

背景技术

行星齿轮传动由于具有功率分流，结构紧凑等特点，被广泛地应用在风电增速齿轮箱中。行星齿轮传动中行星轮轴承通常采用两个双列满装圆柱滚子轴承进行支撑，这两个轴承布置在行星轮的内孔中。

双列满装圆柱滚子轴承包括一侧设有挡边的外圈、一个内圈以及嵌设于内圈内的两列滚子，在风电增速齿轮箱工作时，行星轮处于重载状态，行星轮受到的作用力非常大，因此，必须用两个双列满装圆柱滚子轴承来共同支撑一个行星轮。在两轴承的外圈之间设有与行星轮卡合的孔用挡圈以及一个外隔环，两轴承的内圈之间设有一个内隔环。

行星轮中的轴承在装配时对轴向游隙有一定的要求，如果轴承轴向游隙过大，在行星齿轮传动时行星轮轴向移动大，影响齿轮传动的平稳性，如果轴承轴向游隙过小，在行星齿轮传动时，行星轮轴承中滚子与轴承挡边接触，会造成轴承挡边受力而损坏。因此，行星轮中轴承轴向游隙直接影响行星齿轮传动的可靠性。

目前，行星轮中轴承轴向游隙主要通过以下方法来保证：首先分别测量行星轮内的孔用挡圈和外隔环的轴向尺寸，将孔用挡圈和外隔环的轴向尺寸相加，根据以上两个零件的轴向尺寸的和，确定行星轮中内隔环的轴向尺寸，内隔环的轴向尺寸要大于孔用挡圈和外隔环轴向尺寸之和，其尺寸的差值就是行星轮中轴承轴向游隙的值。行星轮轴承装配时采用这种方法只能从理论上保证行星轮中轴承的轴向游隙，没有考虑轴承内、外圈挡边尺寸误差以及内外隔环的加工、测量误差对轴承轴向游隙的影响，因此通过测量零件的尺寸而计算出的行星轮中轴承轴向游隙的值是不准确的，与行星轮中轴承装配后实际的轴向游隙值存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够避免轴承尺寸误差以及内外隔环的加工测量误差的影响，准确测量行星轮装配后的轴承实际轴向游隙的轴承轴向游隙测量装置。

根据本发明的一个方面，一种轴承轴向游隙测量装置，用于测量装设于行星轮内的两个双列满装圆柱滚子轴承的轴向游隙，所述轴承包括一侧设有挡边的外圈、一个内圈以及嵌设于内圈内的两列滚子，两所述轴承的挡边相邻设置，两轴承之间设置有外隔环、内隔环以及与行星轮相卡合的孔用挡圈，两所述轴承分别为位于行星轮上部的上轴承和位于行星轮下部的下轴承，所述轴承轴向游隙测量装置包括：支撑装置，竖直支撑所述行星轮，以使所述内隔环与所述上轴承的内圈相分离，并且该支撑装置包括与所述两轴承的外圈分别结合的第一施力部和第二施力部，所述第一施力部和第二施力部向两所述轴承的外圈施加方向相反的作用力以使两个所述外圈与孔用挡圈和外隔环紧密接触；提升装置，包括与下轴承的内圈结合并能够升降的升降部，该升降部向上提升下轴承的内圈直至该下轴承的滚子与该下轴承的挡边接触，以使该下轴承内圈带动所述内隔环向上运动，并在内隔环与上轴承的内圈接触时，通过所述内隔环带动上轴承的内圈向上运动；测量装置，测量所述升降部运动时，所述上轴承的内圈向上运动的距离。

根据本发明的一实施方式，所述第一施力部包括设置在所述行星轮下方的底座，所述底座上部具有与所述下轴承外圈接触以支撑该下轴承的顶部弧形凸棱。

根据本发明的一实施方式，所述第二施力部包括一下压板，所述下压板的宽度小于所述上轴承内圈的内径，所述下压板具有底部弧形凸棱，所述底部弧形凸棱压合于所述上轴承外圈的上端面。

根据本发明的一实施方式，所述下压板两端设有可供螺栓穿过以将该下压板固定于行星轮上端面的通孔。

根据本发明的一实施方式，所述下压板的底面设有向下凸出的圆台型的中心定位部，所述底部弧形凸棱与所述中心定位部之间设有环形沟槽，该中心定位部插设于上轴承的内圈内并通过弧形外壁与内圈接触以对下压板进行定位。

根据本发明的一实施方式，所述升降部为设置在所述行星轮下方的升降托盘，所述提升装置还包括：

拉杆，与所述行星轮的轴线重合，该拉杆一端与所述升降托盘固定连接，另一端穿出所述下压板；

上压板，套设在该拉杆上并位于所述下压板上方，所述拉杆上旋合有限制所述上压板从该拉杆脱出的螺母，所述上压板上设置有至少两个贯通的螺纹孔，在螺纹孔内旋合有螺杆末端顶抵于所述下压板上表面的螺钉。

根据本发明的一实施方式，所述升降托盘包括共轴线设置的第一圆柱段和第二圆柱段，所述第一圆柱段的直径大于第二圆柱段的直径，所述第二圆柱段插设于所述行星轮下方的轴承的内圈中，所述第一圆柱段的上表面与所述下轴承的内圈外端面接触，所述底座上设置有与所述第一圆柱段配合的定位孔，所述第一圆柱段插设于所述定位孔中。

根据本发明的一实施方式，所述下压板上表面设有两个相平行的沟槽，所述上压板上设有两个分别与其中一个沟槽滑动配合的立板。

根据本发明的一实施方式，所述测量装置为百分表，所述百分表的测头压在所述上轴承的内圈的上端面处。

根据本发明的一实施方式，所述百分表数量设置为两个，所述两百分表分别设置于行星轮轴线两侧。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：

本发明轴承轴向游隙测量装置，通过提升装置对行星轮下轴承内圈进行提升，再利用测量装置测量行星轮上轴承内圈的运动距离，可以避免轴承尺寸误差和对内外隔环加工测量误差的影响，准确地测得行星轮的轴承轴向游隙，本装置结构简单，便于现场操作并且携带方便。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明轴承轴向游隙测量装置对行星轮进行测量时的示意图；

图2是图1中A-A线剖视图；

图3是本发明的下压板的结构示意图；

图4是本发明的升降托盘的结构示意图；

图5是本发明的底座的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1所示，本发明公开了一种轴承轴向游隙测量装置，用于测量装设于行星轮11内的两个双列满装圆柱滚子轴承的轴向游隙。本轴承轴向游隙测量装置包括支撑装置、提升装置以及测量装置。

参见图1，下轴承5和上轴承9是两个型号相同的双列满装圆柱滚子轴承，这两个轴承安装在行星轮11内。这两个轴承包括一侧设有挡边的外圈，一个内圈以及嵌设于内圈内的两列滚子。在上轴承9的外圈上设有挡边91，在下轴承5外圈上设有挡边51。在将这两个轴承装入行星轮11时，这两个挡边相邻设置。下轴承5和上轴承9之间设有与行星轮11卡合的孔用挡圈6、外隔环7和内隔环8。其中，孔用挡圈6和外隔环7夹在下轴承5和上轴承9的外圈之间，内隔环8夹在下轴承5和上轴承9的内圈之间。内隔环8的宽度大于孔用挡圈6和外隔环7的宽度之和。

支撑装置用于竖直支撑行星轮11，也就是说，支撑装置使得行星轮11的轴线处于竖直状态。在这种状态下，行星轮11内的下轴承5和上轴承9自然处于一上一下的状态，由图1可知，在本实施例中，上轴承9位于行星轮11上部，下轴承5则相对地处于行星轮11的下部。支撑装置例如可为卡爪、机械手、支撑台等，只要能够将行星轮11支撑为竖直状态即可。此外，支撑装置可以直接对行星轮11进行支撑，也可以通过对轴承的外圈进行支撑，间接达到支撑行星轮11的目的。本支撑装置包括分别与两个轴承的外圈结合的第一施力部和第二施力部。第一施力部和第二施力部向两轴承的外圈施加方向相反的作用力，以使两个轴承的外圈与孔用挡圈6和外隔环7紧密接触。第一施力部和第二施力部结构不限，例如也可采用气缸或者弹性部件等，只要能够向下轴承5和上轴承9的外圈施压即可。

由上可知，支撑装置可以通过直接支撑行星轮11，例如采用支撑台支撑在行星轮11的下端面上，然后再用第一施力部和第二施力部对两轴承的外圈施加作用力，也可以如本实施例图1所示，支撑装置通过第一施力部和第二施力部对下轴承5和上轴承9的外圈施加作用力，而达到支撑行星轮11的目的。

此外，当行星轮11处于竖直状态时，下轴承5和上轴承9的上下位置并不限制，即，在本实施例中，上轴承9处于下轴承5的上方，此时为了描述方便而将该上轴承9定义为“上轴承”，将下轴承5定义为“下轴承，”但是在本发明的其他实施例中，如果将行星轮11竖直转动180度，则可以使上轴承9处于下轴承5的下方，此时这两个轴承的名称也互换，但是不影响本轴承轴向游隙测量装置的工作，本实施例中为了表述方便而将两个轴承区分为上轴承和下轴承，仅仅是根据对行星轮11进行检测时，行星轮11的放置状态决定的。

参见图1至图5，本实施例中，第一施力部包括设在行星轮11下方的底座3，该底座3上表面30的外缘处具有顶部弧形凸棱31。将行星轮11方在底座3上时，位于该行星轮11下方的下轴承5的外圈与该顶部弧形凸棱31接触，从而能够将行星轮11支撑起来。该底座3的上表面30中心具有定位孔32，底座3上还设有螺钉安装孔33。可以通过螺钉2将该底座3固定安装在平台1上，也可使该底座3活动设置在平台1上。

由于下轴承5的外圈依靠重力压在底座3上，而行星轮11在重力的作用下具有向下运动的趋势，可以使孔用挡圈6与下轴承5的外圈紧密接触，而在拆卸时，直接将行星轮11取下即可实现底座3与下轴承5的分离，因当采用底座3时，结构简单，并且安装和拆卸方便，非常适合用于在现场使用。

参见图1及图3，第二施力部包括一个下压板13，该下压板13两端通过螺栓12连接于所述行星轮11上方的下压板13。下压板13大致呈长条型，其宽度小于行星轮11上部的上轴承9的内径。下压板13的下表面设有底部弧形凸棱132，该底部弧形凸棱32的尺寸与上轴承9的外圈相适配，在下压板13下表面中部具有一个向下凸出的中心定位部133。下压板13的两端则各设有一个通孔135。螺栓12穿过该通孔135后，旋入行星轮11上端面上设置的螺孔中，以将下压板13固定在行星轮11上。在旋入螺栓12的过程中，底部弧形凸棱132可以向上轴承9的外圈传递压力，以使其外圈与孔用挡圈6和外隔环7紧密接触。当然，在省略螺栓12的情况下，显然也可以仅通过下压板13的自重而向上轴承9的外圈施加压力，达到同样的目的，而通过增加螺栓12，可以增加下压板13所能够提供的压力。

如图3所示，中心定位部133中心设有一个通透的中心孔136。底部弧形凸棱132与中心定位部133之间设有环形沟槽134。中心定位部133的为圆台型，从而能够插设于行星轮11上部的上轴承9的内圈中，并通过其弧形外壁与上轴承9的内圈接触配合，以对下压板13进行定位。也就是说，通过设置该中心定位部133，可以实现下压板13的自动对中，使下压板13的底部弧形凸棱132自动定位压合在上轴承9的外圈上。在使用时，只需要将下压板13简单地扣合到上轴承9上即可，操作简单方便。通过设置环形沟槽134，可以保证当底部弧形凸棱132与上轴承9的外圈接触时，该上轴承9的内圈上端面与下压板13不会发生干涉，下压板13不会妨碍上轴承9的内圈的上下活动。

参见图1、图4及图5，在行星轮11处于竖直状态的情况下，当底座3和下压板13对下轴承5和上轴承9提供施力作用时，该上轴承9和下轴承5的外圈会被定位在行星轮11的内部而不能上下活动。但是，该上轴承9和下轴承5的内圈则会在其自身重力以及滚子重力的作用下向下活动。其中，对于行星轮11上部的上轴承9来说，其内圈和滚子会下降直到该上轴承9下部的那一圈滚子接触到该上轴承9外圈的挡边91，对于行星轮11下部的下轴承5来说，由于其外圈挡边51位于上方，因此该下轴承5的内圈和滚子将无法受到挡边51的阻挡，会向下运动直到收到其他的阻挡物为止。在下轴承5的内圈下降时，内隔环8会同步下降，使得该内隔环8与上轴承9的内圈分离。下轴承5的内圈会下降至与提升装置接触，以便在提升装置的作用下向上运动。

提升装置包括与下轴承5的内圈结合并能够升降的升降部，该升降部向上提升该下轴承5的内圈直至该下轴承5的滚子与该下轴承5的挡边接触，以使该下轴承5内圈带动所述内隔环8向上运动，并在内隔环8与上部的上轴承9的内圈接触时，通过所述内隔环8带动上部的上轴承9的内圈向上运动。该提升装置的结构不限，例如可以采用气缸或丝杠等直线运动机构。

参见图1，在本实施例中，提升装置的升降部为设置在行星轮11下方的升降托盘4，提升装置还包括一拉杆10和一个上压板14。其中，拉杆10与行星轮11的轴线重合，该拉杆10一端与升降托盘4固定连接，另一端从下压板13的中心孔136向上穿出下压板13。通过向上提升该拉杆10，就能够带动升降托盘4向上运动，升降托盘4可再带动下轴承5的内圈向上运动。参见图1至图3，上压板14位于下压板13的上方并且套设在拉杆10上。在拉杆10的上端设有外螺纹并旋合有限制上压板14从该拉杆10脱出的螺母16。在上压板14上设置有至少两个贯通的螺纹孔，在每个螺纹孔内个旋合有一个螺钉15，该螺钉15的螺杆末端抵顶于下压板13的上表面。通过转动螺钉15，就可以带动上压板14向上或者向下运动，上压板14向上运动时，会带动拉杆10一同向上运动，而拉杆10则会带动下轴承5的内圈一起向上运动。

参见图3，在下压板13的上表面设有两个相平行的沟槽131，在上压板14上设有两个分别与其中一沟槽131滑动配合的立板141。通过立板141和沟槽131进行配合，可以在上压板14上下运动时对其进行导向，使得上压板14运动平稳，而且动作可靠。

参见图1、图4和图5，升降托盘4包括共轴线设置的第一圆柱段41和第二圆柱段42。第一圆柱段41的直径大于第二圆柱段42的直径，第二圆柱段42插设于行星轮11下方的下轴承5的内圈中，第一圆柱段41的上表面与下轴承5的内圈外端面接触。底座3上设置有与第一圆柱段41配合的定位孔32，第一圆柱段41插设于该定位孔32中。该第二圆柱段42插入到下轴承5的内圈中时，能够实现升降托盘4与下轴承5之间的定位，而第一圆柱段41插入到定位孔32中时，可以实现该升降托盘4与底座3之间的定位。升降托盘4与底座3定位完成后，能够使得底座3上的顶部弧形凸棱31自动地与下轴承5的外圈的下端面对齐，从而将下轴承5支撑在底座3上。

当拉杆10在螺钉15的作用下向上运动的时候，升降托盘4带动下轴承5的内圈向上运动，在此过程中，下轴承5的内圈推动内隔环8向上运动而使得该内隔环8的上端面接触到上轴承9的内圈的下端面。当内隔环8与上轴承9的内圈接触时，将会使得下轴承5的内圈、内隔环8与上轴承9的内圈之间不存在间隙，此时，该下轴承5的内圈、内隔环8与上轴承9的内圈三者之间的相对距离与行星轮11正常工作时的相对距离相同，当下轴承5的内圈继续向上运动时，就会带动上轴承9的内圈向上运动。而上轴承9的内圈向上运动的距离即为该行星轮11内的轴承实际的轴向游隙。当下轴承5的滚子接触到该下轴承5的外圈的挡边51的时候，下轴承5就会停止向上运动，而上轴承9的内圈也就不再向上运动。通过一测量装置可以测量当升降托盘4运动的时候，该上轴承9的内圈向上运动的距离。

参见图2，在本实施例中，测量装置为通过磁力表座17安装在行星轮11上部的百分表18，百分表18的测头压在行星轮11上部的上轴承9的内圈的上端面处。通过读取百分表18的读数，可以得知上轴承9的内圈向上运动的距离。百分表18数量可以设置为两个，分别通过一个磁力表座17进行安装。当采用两个百分表时，可以将两者的读数进行平均，从而得到更准确的轴向游隙值。通过测得的实际的轴向游隙值，可以判定行星轮轴承是否存在合理的轴向游隙值，从而保证行星轮轴承的正常可靠运行。百分表18也可安装在平台1上，而使其测头与上轴承9的内圈接触，或者采用如三坐标测量仪等更精密测量仪器来代替百分表。

由上述可知，本发明实施例的轴承轴向游隙测量装置，结构简单紧凑，加工方便，能够可靠地测量风电增速箱内的行星轮的轴承轴向游隙，适合现场应用，携带方便，安装拆卸快捷，用到的零部件较少。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种轴承轴向游隙测量装置，用于测量装设于行星轮内的两个双列满装圆柱滚子轴承的轴向游隙，所述轴承包括一侧设有挡边的外圈、一个内圈以及嵌设于内圈内的两列滚子，两所述轴承的挡边相邻设置，两轴承之间设置有外隔环、内隔环以及与行星轮相卡合的孔用挡圈，两所述轴承分别为位于行星轮上部的上轴承和位于行星轮下部的下轴承，其特征在于，所述轴承轴向游隙测量装置包括：

支撑装置，竖直支撑所述行星轮，以使所述内隔环与所述上轴承的内圈相分离，并且该支撑装置包括与所述两轴承的外圈分别结合的第一施力部和第二施力部，所述第一施力部和第二施力部向两所述轴承的外圈施加方向相反的作用力以使两个所述外圈与孔用挡圈和外隔环紧密接触；

提升装置，包括与下轴承的内圈结合并能够升降的升降部，该升降部向上提升下轴承的内圈直至该下轴承的滚子与该下轴承的挡边接触，以使该下轴承内圈带动所述内隔环向上运动，并在内隔环与上轴承的内圈接触时，通过所述内隔环带动上轴承的内圈向上运动；

测量装置，测量所述升降部运动时，所述上轴承的内圈向上运动的距离。

2.根据权利要求1所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述第一施力部包括设置在所述行星轮下方的底座，所述底座上部具有与所述下轴承外圈接触以支撑该下轴承的顶部弧形凸棱。

3.根据权利要求2所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述第二施力部包括一下压板，所述下压板的宽度小于所述上轴承内圈的内径，所述下压板具有底部弧形凸棱，所述底部弧形凸棱压合于所述上轴承外圈的上端面。

4.根据权利要求3所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述下压板两端设有可供螺栓穿过以将该下压板固定于行星轮上端面的通孔。

5.根据权利要求3所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述下压板的底面设有向下凸出的圆台型的中心定位部，所述底部弧形凸棱与所述中心定位部之间设有环形沟槽，该中心定位部插设于上轴承的内圈内并通过弧形外壁与内圈接触以对下压板进行定位。

6.根据权利要求3所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述升降部为设置在所述行星轮下方的升降托盘，所述提升装置还包括：

拉杆，与所述行星轮的轴线重合，该拉杆一端与所述升降托盘固定连接，另一端穿出所述下压板；

上压板，套设在该拉杆上并位于所述下压板上方，所述拉杆上旋合有限制所述上压板从该拉杆脱出的螺母，所述上压板上设置有至少两个贯通的螺纹孔，在螺纹孔内旋合有螺杆末端顶抵于所述下压板上表面的螺钉。

7.根据权利要求6所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述升降托盘包括共轴线设置的第一圆柱段和第二圆柱段，所述第一圆柱段的直径大于第二圆柱段的直径，所述第二圆柱段插设于所述行星轮下方的轴承的内圈中，所述第一圆柱段的上表面与所述下轴承的内圈外端面接触，所述底座上设置有与所述第一圆柱段配合的定位孔，所述第一圆柱段插设于所述定位孔中。

8.根据权利要求7所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述下压板上表面设有两个相平行的沟槽，所述上压板上设有两个分别与其中一个沟槽滑动配合的立板。

9.根据权利要求1所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述测量装置为百分表，所述百分表的测头压在所述上轴承的内圈的上端面。

10.根据权利要求9所述的轴承轴向游隙测量装置，其特征在于：所述百分表数量设置为两个，所述两百分表分别设置于行星轮轴线两侧。