CN105737710A - 一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，包括用于安装和固定所有装置的安装面板；所述安装面板上布置有对轴类零件进行自动对孔的顶尖自动对孔装置、用于测量轴类零件轴颈径向跳动和轴肩轴向跳动的跳动测量装置、用来实现跳动检测数据的采集、显示、分析、判断以及存储等功能的人机交装置、用于该检测机构中所有电气部件的安装和固定电气控制装置、以及用于将电机轴的转动传递给轴类零件的摩擦传动装置；本发明的有益效果在于：1、采用弹簧片结构与合金棒的组合同时传递不同位置处的跳动误差量，避免了传统偏摆仪多测点需多次调整检测仪表的缺陷，实现了三个测点误差量的同步检测。

Description

一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置

技术领域

本发明涉及一种跳动误差检测机构，特别涉及一种轴类零件批量生产中轴向和径向双向跳动误差自动检测机构和装置。

背景技术

作为传动系统中的关键部件，轴类零件精度的好坏对整个传动系统的工作性能有重要影响。安装轴承的轴颈的径向跳动影响轴的回转精度，轴肩轴向跳动影响安装于轴上零件的定位精度，在实际生产过程中特别是批量生产中一般需通过测试设备严格控制该跳动误差量的大小。

针对零件的跳动误差，国内斯帝尔公司的CON1-152同心度测量仪、日本Nititoyo公司的NTY-TZ-002同心度测量仪以及德国Mahr公司的MMQ200形状测量仪都可以实现高精度检测。但鉴于测量成本高、时间长以及对操作人员有较高要求，目前轴类零件生产厂家大多采用偏摆仪或其改进仪器进行跳动误差检测。偏摆仪具有成本低、操作简单等优点，但同时也存在检测效率低、检测过程需要操作人员全程参与、测量准确度不高的问题。随着科学的进步，自动化、高精度、高效率是检测技术未来的发展方向，这也对轴类零件跳动误差的检测方法提出了新的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种基于偏摆仪的改进方案，即轴类零件双向跳动误差自动检测机构，可自动完成跳动误差检测、产品是否合格的判断以及测量数据的记录和统计。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是，一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，包括用于安装和固定所有装置的安装面板；所述安装面板上布置有对轴类零件进行自动对孔的顶尖自动对孔装置、用于测量轴类零件轴颈径向跳动和轴肩轴向跳动的跳动测量装置、用来实现跳动检测数据的采集、显示、分析、判断以及存储等功能的人机交装置、用于该检测机构中所有电气部件的安装和固定电气控制装置、以及用于将电机轴的转动传递给轴类零件的摩擦传动装置；

所述跳动测量装置包括径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元；所述径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元可拆卸安装在安装面板上。

进一步的，所述径向跳动测量单元包括径向跳动安装座、千分表架、千分表、弹簧片、径向跳动块、合金棒夹头以及合金棒；径向跳动安装座侧面安装弹簧片，弹簧片另一端连接径向跳动块，径向跳动块与合金棒夹头固定，合金棒夹头另一端用于固定合金棒，合金棒和径向跳动块均可随着弹簧片上下自由跳动；安装座上方安装千分表架，千分表架另一端固定有千分表，千分表的测头与径向跳动块接触。

进一步的，所述顶尖自动对孔装置是用于对轴类零件进行自动对孔来保证其运转前的定位,包括固定伸缩对孔单元和可移动对孔单元,所述固定伸缩对孔单元固定安装在安装面板上，所述固定伸缩对孔单元包括气缸、气缸活塞、气缸座、转接销、转接头、变径套、直线轴承、可移动顶尖、锁紧机构和固定安装座；固定安装座固定安装在安装面板上,气缸通过气缸座安装在固定安装座上,气缸活塞通过转接头、和转接销与变径套连接,变径套另一端与可移动顶尖通过莫氏锥孔固定；可移动顶尖和直线轴承整体安装于固定安装座上的通孔内，锁紧机构从固定安装座侧面小孔伸入安装座内部对直线轴承进行锁紧。

进一步的，所述摩擦传动装置由安装板、压簧、主动连杆、主动摩擦轮及其轮套、从动同步带轮、从动连杆、从动移动块、从动摩擦轮及其轮套、电机、电机座、主动同步带轮组成；安装板的上端用于安装各个部件，安装板的下端固定在安装面板上；主动连杆和从动连杆分别固定于安装板上；主动连杆和从动连杆的底部通过压簧连接；主动连杆上端安装从动同步带轮和主动摩擦轮及其轮套，动连杆上端则通过从动移动块与从动摩擦轮及其轮套连接；主动连杆侧面安装的是电机座，电机座上固定电机和主动同步带轮。

进一步的，所述径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元通过过渡板安装在安装面板上。

进一步的，所述变径套另一端与可移动顶尖通过莫氏锥孔固定。

本发明的有益效果在于：1、采用弹簧片结构与合金棒的组合同时传递不同位置处的跳动误差量，避免了传统偏摆仪多测点需多次调整检测仪表的缺陷，实现了三个测点误差量的同步检测；

2、检测装置的各个功能部件均具备位置可调性，可满足一定尺寸范围内的任意轴类零件的检测需求，增加了该检测机构对不同尺寸轴零件的适应性；

3、该检测机构只需要操作人员将零件放置于粗定位装置上，接下来的对孔、零件转动、跳动检测、数据采集与结果判断等步骤均由其自动完成，使得其检测效率和准确度均得以极大的提高。

附图说明

图1为本发明的实施例的三维结构视图；

图2为固定伸缩对孔单元三维局部剖视图；

图3为摩擦传动装置的三维结构视图；

图4为径向跳动测量单元的三维结构视图；

图5为轴向跳动测量单元的三维结构视图；

图6为气动传动机构的三维结构视图。

其中，1-顶尖自动对孔装置，2-跳动测量装置，3-人机交装置，4-电气控制盒，5-摩擦传动装置，6-安装面板；11-气缸，12-气缸活塞，13-气缸座，14-转接销，15-固定安装座，16-直线轴承，17-变径套，18-可移动顶尖，19-锁紧机构，110-转接头；

51-安装板，52-主动同步带轮，53-电机座，54-电机，55-主动连杆，56-从动同步带轮，57-主动摩擦轮及其轮套，58-从动摩擦轮及其轮套，59-从动移动块，510-从动连杆，511-压簧；

21-合金棒，22-合金棒夹头，23-千分表，24-千分表架，25-径向跳动安装座，26-弹簧片，27-跳动块，28-合金接触头，29-轴向跳动块，210-轴向跳动安装座；

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。

如图1所示，一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，包括用于安装和固定所有装置的安装面板6；所述安装面板6上布置有对轴类零件进行自动对孔的顶尖自动对孔装置1、用于测量轴类零件轴颈径向跳动和轴肩轴向跳动的跳动测量装置2、用来实现跳动检测数据的采集、显示、分析、判断以及存储等功能的人机交装置3、用于该检测机构中所有电气部件的安装和固定电气控制装置4、以及用于将电机轴的转动传递给轴类零件的摩擦传动装置5。所述跳动测量装置2包括径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元；所述径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元可拆卸安装在安装面板6上。

如图4所示为径向跳动测量单元，包括径向跳动安装座25、千分表架24、千分表23、弹簧片26、径向跳动块27、合金棒夹头22以及合金棒21；径向跳动安装座25侧面安装弹簧片26。合金棒21固定于合金棒夹头22上，而合金棒夹头22与径向跳动块27固连，合金棒21、合金棒夹头22、径向跳动块27以整体的形式与平行弹簧片26自由端连接，平行弹簧片26另一端固定在径向跳动安装座25上。在测量过程中，合金棒21与齿轮轴接触，其待测部位的径向跳动通过合金棒21、夹头22和径向跳动块27传递给平行弹簧片使得其自由端也做跟随跳动。由于千分表23测头是以平行于跳动方向的形式与径向跳动快27接触的，故而径向跳动误差就通过径向跳动块27被千分表27测得。

如图2、图6所示，顶尖自动对孔装置1是用于对轴类零件进行自动对孔来保证其运转前的定位,包括固定伸缩对孔单元1.1和可移动对孔单元1.2,所述固定伸缩对孔单元固定安装在安装面板6上，所述固定伸缩对孔单元包括气缸11、气缸活塞12、气缸座13、转接销14、转接头110、变径套17、直线轴承16、可移动顶尖18、锁紧机构19和固定安装座15；固定安装座15固定安装在安装面板6上,气缸11通过气缸座13安装在固定安装座上,气缸活塞12通过转接头110、和转接销14与变径套17连接,变径套17另一端与可移动顶尖18固定；可移动顶尖18和直线轴承16整体安装于固定安装座上15的通孔内，锁紧机构19从固定安装座15侧面小孔伸入安装座内部对直线轴承16进行锁紧。

顶尖自动对孔装置1中的气缸活塞12与转接头110以螺纹方式连接，转接销14同时插入转接头110和变径套17的通孔使其连接成为整体。而变径套17另一端与可移动顶尖18通过莫氏锥孔固定，这一连接方式使得顶尖可承受来自外部的轴向压力。这样就可以保证可移动顶尖18与气缸活塞12的固连从而实现控制可移动顶尖18的自动伸缩。变径套17与直线轴承16整体安装于固定安装座15的通孔内。为了防止直线轴承16的轴向跳动，在其下端的通孔上安装锁紧机构19，通过拧紧锁该机构中的紧摇臂使两个锁紧块夹紧轴承。可移动对孔单元通过内六角螺栓固定于基座板上，有多组螺栓孔可选，故而可移动安装块的安装位置可调以适应不同长度的轴类零件。

如图1、图3所示，摩擦传动装置5由安装板51、压簧511、主动连杆55、主动摩擦轮及其轮套57、从动同步带轮56、从动连杆510、从动移动块59、从动摩擦轮及其轮套58、电机54、电机座53、主动同步带轮52组成。可移动对孔单元1.2由可移动安装座、变径套、固定顶尖和锁紧机构组成。由于该顶尖是固定的，从而结构比较简单，只需将顶尖与变径套以整体的形式套装在可移动安装座的通孔内，再通过锁紧机构防止其轴向跳动即可。

摩擦传动装置5中的安装板51通过螺栓安装在基座板上，主动连杆55和从动连杆510分别通过销轴固定于安装板51上，两者可绕销轴自由转动。从动移动块59与从动连杆510之间的连接螺栓位置可调从而可以调整主动摩擦轮及其轮套57和从动摩擦轮及其轮套58之间的相对位置以适应不同直径的齿轮轴。主动连杆55和从动连杆510下端由一压簧固连，压簧弹力可使齿轮轴与两摩擦轮具有一定的预紧力才能保证摩擦轮带动齿轮轴转动。本发明中采用主动摩擦轮57和从动摩擦轮58的解决方案可使得齿轮轴两侧受到等大反向的作用力从而所承受弯矩为零，故而不会带来额外的跳动测量误差。主动连杆55侧面安装的是电机座54，电机座54则用于固定电机53和主动同步带轮52，电机53的转动通过同步带轮、摩擦轮最终传递给齿轮轴。

如图5所示为轴向跳动测量单元，其测量原理与径向跳动测量单元一致，只是为了适应其所测量的轴向跳动方向，所以将合金接触头28、轴向跳动块29、千分表23、千分表夹头24以及平行弹簧片26的安装方向调整为与轴向跳动方向一致。

为了使本发明的方案更加清楚，以下结合这种轴类零件双向跳动误差自动检测机构的具体工作过程对本发明的原理作进一步的说明：

在进行跳动误差检测前，先要确定所检测零件的尺寸，包括其各部位直径以及总长度。根据实际需要改变支撑座和支撑块的相对位置来调整支撑单元高度，调整可移动安装座固定于基座板的螺纹孔以适应所测零件的直径和长度，保证顶尖自动对孔装置1的可移动顶尖伸出时两顶尖能够准确对上零件两端轴孔。微调从动连杆510和从动移动块59的相对位置以适应齿轮轴直径，保证轴类零件与主动摩擦轮及其轮套57和从动摩擦轮及其轮套58之间的预紧力适中。然后再给该机构的电气部分通上电并通过电气控制盒4侧面的开关开启系统。系统开启后人机交互端3会自动运行数据采集软件，该软件则会自动不间断读取接近开关的信号。

只要操作人员将轴类零件放置于安装面板6的支撑块上，采集软件读取到接近开关的信号之后便会控制气缸11顶出可移动顶尖18，将齿轮轴夹紧之后再控制电机53运转，齿轮轴在电机的带动下也会开始转动，轴类零件所测位置的跳动误差通过合金棒21、合金接触头28和平行弹簧片26传递给三个千分表23之后，软件开始同步采集三个千分表的测量数据并实时显示到人机交互端3的显示器上。采集完成后软件会分析所采集数据并显示判断结果，即该零件是否合格。操作人员可以根据实际需要更改衡量零件是否合格的阈值。检测流程至此结束，软件还会将所采集数据存储到指定位置，操作人员还可以查询历史数据及其统计结果。

综上，在检测过程中，齿轮轴两个指定位置处的圆跳动误差和一个指定位置处的端面跳动误差可由三个千分表测得并被数据采集软件实时同步采集、显示、分析判断、存储，由软件显示界面即可得到跳动误差量以及零件是否合格。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：包括用于安装和固定所有装置的安装面板(6)；所述安装面板(6)上布置有对轴类零件进行自动对孔的顶尖自动对孔装置(1)、用于测量轴类零件轴颈径向跳动和轴肩轴向跳动的跳动测量装置(2)、用来实现跳动检测数据的采集、显示、分析、判断以及存储等功能的人机交装置(3)、用于该检测机构中所有电气部件的安装和固定电气控制装置(4)、以及用于将电机轴的转动传递给轴类零件的摩擦传动装置(5)；

所述跳动测量装置(2)包括径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元；所述径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元可拆卸安装在安装面板(6)上。

2.根据权利要求1所述的自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：所述径向跳动测量单元包括径向跳动安装座(25)、千分表架(24)、千分表(23)、弹簧片(26)、径向跳动块(27)、合金棒夹头(22)以及合金棒(21)；径向跳动安装座(25)侧面安装弹簧片(26)，弹簧片另一端连接径向跳动块(27)，径向跳动块(27)与合金棒夹头(22)固定，合金棒夹头(22)另一端用于固定合金棒(21)，合金棒(21)和径向跳动块(27)均可随着弹簧片(26)上下自由跳动；安装座(25)上方安装千分表架(24)，千分表架另一端固定有千分表(23)，千分表(23)的测头与径向跳动块(27)接触。

3.根据权利要求1所述的自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：所述顶尖自动对孔装置(1)是用于对轴类零件进行自动对孔来保证其运转前的定位,包括固定伸缩对孔单元(1.1)和可移动对孔单元(1.2),所述固定伸缩对孔单元固定安装在安装面板(6)上，所述固定伸缩对孔单元包括气缸(11)、气缸活塞(12)、气缸座(13)、转接销(14)、转接头(110)、变径套(17)、直线轴承(16)、可移动顶尖(18)、锁紧机构(19)和固定安装座(15)；固定安装座(15)固定安装在安装面板(6)上,气缸(11)通过气缸座(13)安装在固定安装座上,气缸活塞(12)通过转接头(110)、和转接销(14)与变径套(17)连接,变径套(17)另一端与可移动顶尖(18)固定；可移动顶尖(18)和直线轴承(16)整体安装于固定安装座上(15)的通孔内，锁紧机构(19)从固定安装座(15)侧面小孔伸入安装座内部对直线轴承(16)进行锁紧。

4.根据权利要求1所述的自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：所述摩擦传动装置(5)由安装板(51)、压簧(511)、主动连杆(55)、主动摩擦轮及其轮套(57)、从动同步带轮(56)、从动连杆(510)、从动移动块(59)、从动摩擦轮及其轮套(58)、电机(54)、电机座(53)、主动同步带轮(52)组成；安装板(51)的上端用于安装各个部件，安装板(51)的下端固定在安装面板(6)上；主动连杆(55)和从动连杆(510)分别固定于安装板(51)上；主动连杆(55)和从动连杆(510)的底部通过压簧(511)连接；主动连杆(55)上端安装从动同步带轮(56)和主动摩擦轮及其轮套(57)，动连杆(510)上端则通过从动移动块(59)与从动摩擦轮及其轮套(58)连接；主动连杆(55)侧面安装的是电机座(53)，电机座上固定电机(54)和主动同步带轮(52)。

5.根据权利要求1所述的自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：所述径向跳动测量单元和轴向跳动测量单元通过过渡板安装在安装面板(6)上。

6.根据权利要求3所述的自动检测轴类零件轴向和径向跳动的装置，其特征在于：所述变径套(17)另一端与可移动顶尖(18)通过莫氏锥孔固定。