CN105937896A - 轴承圆度动态测量装置 - Google Patents

Abstract

轴承圆度动态测量装置，主要由定位装配及转动系统、Z轴移动测量机构、X轴Y轴移动测量机构、底座机构组成；其特征在于：定位装配及转动系统包括：气动主轴、法兰盘、带磁性的旋转工作台、两螺纹旋向的丝杠、移动夹具；Z轴移动测量机构包括：纵向移动块、纵向光杆、纵向丝杠、纵向底板、纵向固定电机块、纵向步进电机、Z方向螺母副；X轴Y轴移动测量机构包括：横向步进电机、横向固定电机块、横向螺母副、横向底板、横向光杠、横向丝杠、横向移动块、固定长杆、装夹移动探针棒；底座机构包括：水平工作台、储物门、合页。本发明具有测量范围广，装夹定位工件快捷准确，可作为轴承相关特性实验及轴承生产过程中圆度检测的装置。

Description

轴承圆度动态测量装置

技术领域

本发明涉及轴承检测领域，所发明的轴承动态测量装置，结构简单，定位装夹精准方便，适用面广，能对轴承的基本原理、轴承的静态特性和轴承生产过程中产品质量进行检验。

背景技术

在科技的快速发展中，轴承的使用无处不在，而轴承部件的圆度值对与工序间的加工装配基准起着一定的影响作用，并且还对轴承成品的回转精度、震动、噪声和转配重量等有着一定的影响作用，因此许多企业对轴承圆度测量的需求增多并且测量的精度要求也越来越高。由于轴承的圆度测量需要较高的精度，许多轴承测量仪花费较高的成本，并且在测量过程中装夹和定位测量的工件效率较低，工序繁琐，故在轴承圆度测量的领域中迫切需要一种装夹定位精度高，测量效率高的轴承圆度动态测量装置。其中，申请号为201310260824.8的轴承圆度测量装置对工件的装夹是依靠定位销和夹具进行定位的，但是装卡工件的方法会使工件出现松弛的状况。申请号为201410570380.2的测量装置操作相对繁琐，测量效率不高，故还没有装夹定位精度高，测量效率高的轴承圆度测量装置。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单，适用面广，装夹定位精度高，测量效率高的轴承圆度动态测量装置。

本发明的技术解决方案为：轴承圆度动态测量装置，主要由定位装配及转动系统、Z轴移动测量机构、X轴Y轴移动测量机构、底座机构组成；其特征在于：定位装配及转动系统包括：气动主轴、法兰盘、带磁性的旋转工作台、两螺纹旋向的丝杠、移动夹具；Z轴移动测量机构包括：纵向移动块、纵向光杠、纵向丝杠、纵向底板、纵向固定电机块、纵向步进电机、Z方向螺母副；X轴Y轴移动测量机构包括：横向步进电机、横向固定电机块、横向螺母副、横向底板、横向光杠、横向丝杠、横向移动块、固定长杆、装夹移动探针棒；底座机构包括：水平工作台、储物门、合页组成，定位装配及转动系统安装在底座机构的上面，Z轴移动测量机构固定在底座机构上，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构靠Z方向螺母副和横向底板完成固定配合，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构相互垂直，气动主轴安装在法兰盘上，法兰盘和带磁性的旋转工作台用紧定螺钉固定在一起，移动夹具安装在带磁性的旋转工作台的T型槽内并分别配合在两螺纹旋向的丝杠的两侧，组成丝杠-螺母副，用以同时向相反方向移动，达到定位和夹紧被测轴承内圈的效果，纵向移动块和纵向光杠用直线轴承配合，纵向移动块和纵向丝杠靠Z方向螺母副配合，用以构成丝杠-螺母副进行移动，纵向底板上用紧定螺钉安装纵向固定电机块，用以固定纵向步进电机，纵向光杠安装在纵向底板上，纵向丝杠通过轴承装配在纵向底板上，横向步进电机固定在横向固定电机块上，用以带动横向丝杠的转动，横向底板上安装横向光杠和横向丝杠，横向螺母副通过紧定螺钉安装在横向移动块上，用以和横向丝杠构成运动副，横向移动块上安装固定长杆，用以带动装夹移动探针棒运动，储物门通过合页和水平工作台相连接，用以遮挡内部电元器件，达到美观效果，所述的两螺纹旋向的丝杠两边的螺纹旋向相反，导程相同，通过旋转可以使两个移动夹具同时进行相反方向的运动；所述的移动夹具的材质为锡青铜，消除带磁性的旋转工作台的影响；所述的纵向光杠和纵向移动块通过直线轴承配合，材质为石墨，纵向移动快由固定限位块进行限位；所述的Z方向螺母副由紧定螺钉固定在纵向移动块内，材料为锡青铜；所述的横向步进电机选择混合式步进电机；所述的横向固定电机块通过紧定螺钉固定在横向底板上，用以固定横向步进电机，横向固定电机块材质为石墨；所述的固定长杆的材质为石墨；所述的装夹移动探针棒通过三个卡抓装卡传感器，其中一个卡爪是通过扭动螺钉可以进行旋转的。

上述方案的原理是：当需要对轴承进行圆度测量时，首先把需要待测的轴承放在带磁性的旋转工作台的中部，然后扭动两螺纹旋向的丝杠，两螺纹旋向的丝杠中部为正六方形状，方便扳手扭动，由于两螺纹旋向的丝杠的旋向相反，所以移动夹具可以同时向两侧移动，最终两个移动夹具会加紧待测轴承的内圈，并且使待测轴承定位于带磁性的旋转工作台的正中心，然后把旁向传感器安装在装夹移动探针棒上，调节X方向的大概位置并固定在固定长杆上，然后开通横向步进电机和纵向步进电机，在电脑的关联界面上进行操作，调节横向移动块和纵向移动块移动，横向螺母副和Z方向螺母副都是由紧定螺钉固定在横向移动块和纵向移动块内，并分别与横向丝杠和纵向丝杠构成丝杠-螺母副带动横向移动块和纵向移动块运动，最终使旁向传感器到达到达待测轴承外圈表面，然后打开气动主轴开关，由于磁性的吸引，待测轴承会随着带磁性的旋转工作台一起转动，旁向传感器便可对待测轴承进行圆度测量。

本发明与现有测试系统的优点是：结构简单，由于本发明的移动夹具在两螺纹旋向的丝杠上可以同时向相反方向移动同一段距离，使得装夹定位待测轴承精准而方便，能适合多种尺寸轴承的测试；相对与现在正在应用的边观测边手工移动待测轴承的方法，该轴承圆度动态测量装置能够装夹定位待测轴承精准而快捷。并且操作方便，检测效率高，既能用于轴承检测的原理教学、科研活动，也能用于轴承生产过程中质量检验，保证轴承的圆度质量，节约轴承生产的时间。

附图说明

图1为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的整体示意图；

图2为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的装夹定位装置的整体示意图；

图2a为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的装夹定位装置中的两螺纹旋向的丝杠示意图；

图2b为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的装夹定位装置中的移动夹具示意图；

图3为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的横向底板示意图；

图4为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的Z方向螺母副示意图；

图5为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的装夹移动探针棒三维示意图；

图6为本发明技术解决方案的轴承圆度动态测量装置的合页示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要由定位装配及转动系统、Z轴移动测量机构、X轴Y轴移动测量机构、底座机构组成；其中，定位装配及转动系统由气动主轴1、法兰盘2、带磁性的旋转工作台3、两螺纹旋向的丝杠4、移动夹具5组成，Z轴移动测量机构由纵向移动块6、纵向光杠7、纵向丝杠8、纵向底板9、纵向固定电机块10、纵向步进电机11、Z方向螺母副12组成，X轴Y轴移动测量机构由横向步进电机13、横向固定电机块14、横向螺母副15、横向底板16、横向光杠17、横向丝杠18、横向移动块19、固定长杆20、装夹移动探针棒21组成，底座机构由水平工作台22、储物门23、合页24组成，定位装配及转动系统安装在底座机构的上面，Z轴移动测量机构固定在底座机构上，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构靠Z方向螺母副12和横向底板16完成固定配合，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构相互垂直，气动主轴1安装在法兰盘2上，法兰盘2和带磁性的旋转工作台3用紧定螺钉固定在一起，移动夹具5安装在带磁性的旋转工作台3的T型槽内并分别配合在两螺纹旋向的丝杠4的两侧，组成丝杠-螺母副，用以同时向相反方向移动，达到定位和夹紧被测轴承内圈的效果，纵向移动块6和纵向光杠7用直线轴承配合，纵向移动块6和纵向丝杠8靠Z方向螺母副12配合，用以构成丝杠-螺母副进行移动，纵向底板9上用紧定螺钉安装纵向固定电机块10，用以固定纵向步进电机11，纵向光杠7安装在纵向底板9上，纵向丝杠8通过轴承装配在纵向底板9上，横向步进电机13固定在横向固定电机块14上，用以带动横向丝杠18的转动，横向底板16上安装横向光杠17和横向丝杠18，横向螺母副15通过紧定螺钉安装在横向移动块19上，用以和横向丝杠18构成运动副，横向移动块19上安装固定长杆20，用以带动装夹移动探针棒21运动，储物门23通过合页24和水平工作台22相连接。

图2为本发明中定位夹紧装置结构示意图，图2a为定位夹紧装置中的两螺纹旋向的丝杠4，图2b为定位夹紧装置中的移动夹具5，待测轴承放在带磁性的旋转工作台的大约中心区域后，转动两螺纹旋向的丝杠4，由丝杠-螺母副带动移动夹具5向相反的方向移动，直到两个移动夹具5同时夹住待测轴承的内圈，待测轴承装夹和定位完成。其中图2a中的两螺纹旋向的丝杠4中部401为正六方形结构，方便扳手进行扭动，402处螺纹为右旋，403处螺纹为左旋，旋向相反。图2b中移动夹具5中的404处配合在带磁性的旋转工作台3的T型槽406内并通过405处分别配合在两螺纹旋向的丝杠4的两侧，组成丝杠-螺母副，能使两个移动夹具5向相反方向移动。

图3为本发明中横向底板16示意图，161处为螺纹孔，通过内六角圆柱头螺钉把横向底板16与纵向移动块6固定起来，162处为一个孔内台阶，是用来挡内部轴承外端面。

图4为本发明中Z方向螺母副12的结构示意图，121处为螺纹孔，通过内六角沉头螺钉使Z方向螺母副12固定在纵向移动块6内。

图5为本发明中装夹移动探针棒21，由可拆装的卡爪211和固定卡爪212以及圆形平板213组成，当需要装旁向传感器时，先把可拆装的卡爪211扭转一个角度，然后装上旁向传感器后再扭转回来，213处为一个圆形平板，后面接有弹簧，可以把旁向传感器顶在211处的可拆装的卡爪和212处的固定卡爪上，完成旁向传感器的装夹。

图6为本发明中的合页24，通过合页24把水平工作台22和储物门23完成了装配。

总之，本发明的轴承圆度动态测量装置，具有结构简单，装夹定位待测轴承精准而方便，能适合多种尺寸轴承的测试，操作方便，检测效率高，既保证了轴承的圆度质量，又节约轴承生产的时间等优点。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.轴承圆度动态测量装置，主要由定位装配及转动系统、Z轴移动测量机构、X轴Y轴移动测量机构、底座机构组成；其特征在于：定位装配及转动系统包括：气动主轴(1)、法兰盘(2)、带磁性的旋转工作台(3)、两螺纹旋向的丝杠(4)、移动夹具(5)；Z轴移动测量机构包括：纵向移动块(6)、纵向光杠(7)、纵向丝杠(8)、纵向底板(9)、纵向固定电机块(10)、纵向步进电机(11)、Z方向螺母副(12)；X轴Y轴移动测量机构包括：横向步进电机(13)、横向固定电机块(14)、横向螺母副(15)、横向底板(16)、横向光杠(17)、横向丝杠(18)、横向移动块(19)、固定长杆(20)、装夹移动探针棒(21)；底座机构包括：水平工作台(22)、储物门(23)、合页(24)，定位装配及转动系统安装在底座机构的上面，Z轴移动测量机构固定在底座机构上，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构靠Z方向螺母副(12)和横向底板(16)完成固定配合，Z轴移动测量机构和X轴Y轴移动测量机构相互垂直，气动主轴(1)安装在法兰盘(2)上，法兰盘(2)和带磁性的旋转工作台(3)用紧定螺钉固定在一起，移动夹具(5)安装在带磁性的旋转工作台(3)的T型槽内并分别配合在两螺纹旋向的丝杠(4)的两侧，组成丝杠-螺母副，用以同时向相反方向移动，达到定位和夹紧被测轴承内圈的效果，纵向移动块(6)和纵向光杠(7)用直线轴承配合，纵向移动块(6)和纵向丝杠(8)靠Z方向螺母副(12)配合，用以构成丝杠-螺母副进行移动，纵向底板(9)上用紧定螺钉安装纵向固定电机块(10)，用以固定纵向步进电机(11)，纵向光杠(7)安装在纵向底板(9)上，纵向丝杠(8)通过轴承装配在纵向底板(9)上，横向步进电机(13)固定在横向固定电机块(14)上，用以带动横向丝杠(18)的转动，横向底板(16)上安装横向光杠(17)和横向丝杠(18)，横向螺母副(15)通过紧定螺钉安装在横向移动块(19)上，用以和横向丝杠(18)构成运动副，横向移动块(19)上安装固定长杆(20)，用以带动装夹移动探针棒(21)运动，储物门(23)通过合页(24)和水平工作台(22)相连接。

2.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：两螺纹旋向的丝杠(4)两边的螺纹旋向相反，导程相同，通过旋转可以使两个移动夹具(5)同时进行相反方向的运动。

3.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：移动夹具(5)的材质为锡青铜，消除带磁性的旋转工作台(3)的影响。

4.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：纵向光杠(7)和纵向移动块(6)通过直线轴承配合，材质为石墨，纵向移动块(6)由固定限位块进行限位。

5.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：Z方向螺母副(12)由紧定螺钉固定在纵向移动块(6)内，材料为锡青铜。

6.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：横向步进电机(13)选择混合式步进电机。

7.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：横向固定电机块(14)通过紧定螺钉固定在横向底板(16)上，用以固定横向步进电机(13)，横向固定电机块(14)材质为石墨。

8.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：固定长杆(20)的材质为石墨。

9.根据权利要求1所述的轴承圆度动态测量装置，其特征在于：装夹移动探针棒(21)通过三个卡抓装卡传感器，其中一个卡爪是通过扭动螺钉可以进行旋转的。