CN105964555A - 圆柱滚子直径自动测量分选设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轴承生产技术领域，尤其涉及圆柱滚子直径自动测量分选设备。本发明包括控制柜、机架、自动上料机构、自动测量机构、自动分选机构；自动上料通过高频振动料斗实现，检测采用激光传感器，检测对象是圆柱滚子，检测方式是非接触式，测量精度达到微米级，此外，当滚子完成直径测量后还需要进行自动分组，设计出了合理的分选机构与落料机构，以满足自动分选的目的。圆柱滚子直径自动测量分选设备实现了非接触式的自动测量，提高了轴承滚子的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及轴承生产技术领域，尤其涉及圆柱滚子直径自动测量分选设备。
背景技术
目前国内大多数轴承厂家都采用人工分选和分选机自动分选方法对滚子直径进行测量和分选，其中人工分选法应用时间最长、应用范围最广。人工分选法常采用千分表作为测量工具，千分表的测量精度是±l微米，基本满足多数滚子的分选精度要求。对大量滚子进行离线检测，需要投入大量人力、物力，据相关资料统计显示，一个熟练的操作工每分钟能够完成测量的数量大约为50-60个，一个班次的工作人员需要8到10个，并且长时间重复机械式劳动会使操作人员产生疲劳，导致测量结果出现偏差，工作效率降低，影响工厂效益收益。因此采用分选机自动分选替代人工分选是必然趋势。
相关资料显示，欧美国家研制的自动分选机分选效率可达600个/分，日本NSK公司的滚针分选机分选效率甚至可以达到1020个/分，这些分选机都采用了光电传感等非接触测量技术。由此可见，相比传统接触式检测方法，非接触式检测法具有高效率、高精度、低损耗等优点，采用非接触式检测方法是自动检测领域必然发展趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供圆柱滚子直径自动测量分选设备；该设备采用自动送料，自动检测和自动分选的设计思路，设计一台具有自动上料，自动检测和自动分选功能的设备，自动上料通过高频振动料斗实现，检测对象是圆柱滚子，检测方式是非接触式，测量精度达到微米级，此外，当滚子完成直径测量后还需要进行自动分组，设计出了合理的分选机构与落料机构，以满足自动分选的目的。圆柱滚子直径自动测量分选设备实现了非接触式的自动测量，提高了轴承滚子的测量精度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括控制柜、测量分选设备支架、电机座、 驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、分选箱转轴、分选箱连接板、分选箱、光电传感器、气压缸、显示器
、V型块、激光发射器、激光接收器、滚子传输管、送料机支架、减震底脚、送料机底座、振动簧片、大头螺栓、电磁振动器、料盘、滚子传输管接口、滚子滑轨、分选挡口、筛选缺口、轴承座、圆柱滚子轴承、连接插口、狭缝；控制柜位于整个设备的底部，由铝合金板焊接而成；测量分选设备支架有两层通过螺栓固定在控制柜顶面，由角铁和轻型钢板焊接而成；电机座通过螺栓固定在测量分选设备支架的第一层；驱动电机安装在电机座上；主动齿轮通过平键连接在驱动电机的输出轴上；轴承座有2个，分别通过螺栓固定在测量分选设备支架的第一层顶面中央和第二层底面中央位置；圆柱滚子轴承有2个，分别安装在2个轴承座上；分选箱转轴为阶梯轴，竖直插入在2个圆柱滚子轴承的内圈中；从动齿轮通过平键固定在分选箱转轴中间靠上部位，与主动齿轮啮合；分选箱连接板为圆弧状的柱面，位于从动齿轮的下面，焊接在分选箱转轴的上；连接插口为凹槽，开设在分选箱连接板的圆弧柱面上；分选箱有6个，插入连接插口中；V型块焊接在测量分选设备支架的第二层上，其1个V型面朝向分选箱；另一个V型面一端设置气压缸，通过螺栓固定在测量分选设备支架上
；激光发射器）、激光接收器分别位于V型块的两侧对称放置，通过螺栓固定在测量分选设备支架上；狭缝在V型块上且缝隙正对激光接收器；V型块的一侧安装光电传感器，对应的另一侧设置显示器；滚子传输管的一端安装在V型块上，另一端安装在滚子传输管接口上；送料机支架焊接在控制柜上放置送料机；减震底脚为一个弹簧阻尼结构，焊接在送料机底座上；振动簧片通过大头螺栓固定在送料机底座顶面；电磁振动器通过螺栓螺母固定在送料机底座上；料盘固定在电磁振动器上；滚子滑轨焊接在料盘内圆柱面上；滚子滑轨上侧约一个滚子直径距离焊接分选挡口，并在滚子滑轨机加工1个筛选缺口。
进一步优化本技术方案，所述的送料机的减震底脚沿送料机底座的轴线120度均匀分布，对应的振动簧片在送料机底座顶部沿轴线120度分布。。
进一步优化本技术方案，所述的驱动电机采用步进电机，由PLC控制其旋转角度。
进一步优化本技术方案，所述的圆柱滚子直径自动测量分选设备的测量直径传感器采用激光传感器，包括激光发射器和激光接收器。
进一步优化本技术方案，所述的气压缸选用单作用气缸，在气缸的活塞杆端头安装橡胶套。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、当电磁振动器高频振动时，送料机的振动簧片在送料机底座顶部沿轴线120度分布，使得料盘中在水平面和竖直面同时振动，滚子能够沿着滚子滑轨自动向上爬行，减震底脚沿送料机底座的轴线120度均匀分布最大限度的减少了送料机本身的机械振动；2、驱动电机采用步进电机，由PLC控制其旋转角度，使得分选机构能够任意角度的旋转，从而分选箱能够接收不同直径的圆柱滚子，实现自动分选；3、与传统测量传感器相比，激光传感器具有检测精度高、响应时间短、量程大、抗干扰能力强等优点。激光光束的发散度很小，只有千分之一弧度，利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可以实现非接触远距离测量，同时减少了传感器和工件表面的损伤。4、单作用气社只利用在一个方向上的推力，活塞杆的回程依靠气缸内的弹簧力，通常都是小气虹，空气消耗量低，能够快速将滚子沿V型块推进分选箱内。
附图说明
图1为圆柱滚子直径自动测量分选设备轴测图；
图2为圆柱滚子直径自动测量分选设备自动送料机构结构示意图图；
图3为圆柱滚子直径自动测量分选设备分选结构结构示意图。
图中，1、控制柜；2、测量分选设备支架；3、电机座；4、驱动电机；5、主动齿轮；6、从动齿轮；7、分选箱转轴；8、分选箱连接板；9、分选箱；10、光电传感器；11、气压缸；12、显示器；13、V型块(；14、激光发射器；15、激光接收器；16、滚子传输管；17、送料机支架；18、减震底脚；19、送料机底座；20、振动簧片；21、大头螺栓；22、电磁振动器；23、料盘；24、滚子传输管接口；25、滚子滑轨；26、分选挡口；27、筛选缺口；28、轴承座；29、圆柱滚子轴承；30、连接插口；31、狭缝。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：结合图1所示，包括控制柜1、测量分选设备支架2、电机座 3、 驱动电机4 、主动齿轮5、从动齿轮6、分选箱转轴7、分选箱连接板8、分选箱9、光电传感器10、气压缸 11、显示器 12、V型块13、激光发射器14、激光接收器15、滚子传输管16、送料机支架17、减震底脚18、送料机底座19、振动簧片20、大头螺栓21、电磁振动器22、料盘23、滚子传输管接口24、滚子滑轨25、分选挡口26、筛选缺口27、轴承座28、圆柱滚子轴承29、连接插口30、狭缝31；控制柜1位于整个设备的底部，由铝合金板焊接而成；测量分选设备支架2 有两层通过螺栓固定在控制柜1顶面，由角铁和轻型钢板焊接而成；电机座 3通过螺栓固定在测量分选设备支架2 的第一层；驱动电机4 安装在电机座
3上；主动齿轮5通过平键连接在驱动电机4的输出轴上；轴承座28有2个，分别通过螺栓固定在测量分选设备支架2 的第一层顶面中央和第二层底面中央位置；圆柱滚子轴承29有2个，分别安装在2个轴承座28上；分选箱转轴7为阶梯轴，竖直插入在2个圆柱滚子轴承29的内圈中；从动齿轮6通过平键固定在分选箱转轴7中间靠上部位，与主动齿轮5啮合；分选箱连接板8为圆弧状的柱面，位于从动齿轮6的下面，焊接在分选箱转轴7的上；连接插口30为凹槽，开设在分选箱连接板8的圆弧柱面上；分选箱9有6个，插入连接插口30中；V型块13焊接在测量分选设备支架2 的第二层上，其1个V型面朝向分选箱9；另一个V型面一端设置气压缸 11，通过螺栓固定在测量分选设备支架2上 ；激光发射器14、激光接收器15分别位于V型块13的两侧对称放置，通过螺栓固定在测量分选设备支架2上；狭缝31在V型块13上且缝隙正对激光接收器15；V型块13的一侧安装光电传感器10，对应的另一侧设置显示器 12；滚子传输管16的一端安装在V型块13上，另一端安装在滚子传输管接口24上；送料机支架17焊接在控制柜1上放置送料机；减震底脚18为一个弹簧阻尼结构，焊接在送料机底座19上；振动簧片20通过大头螺栓21固定在送料机底座19顶面；电磁振动器22通过螺栓螺母固定在送料机底座19上；料盘23固定在电磁振动器22上；滚子滑轨25焊接在料盘23内圆柱面上；滚子滑轨25上侧约一个滚子直径距离焊接分选挡口26，并在滚子滑轨25机加工1个筛选缺口27；送料机的减震底脚18沿送料机底座19的轴线120度均匀分布，对应的振动簧片20在送料机底座19顶部沿轴线120度分布；驱动电机4采用步进电机，由PLC控制其旋转角度；圆柱滚子直径自动测量分选设备的测量直径传感器采用激光传感器，包括激光发射器14和激光接收器15；气压缸 11选用单作用气缸，在气缸的活塞杆端头安装橡胶套。
使用时，启动电磁振动器22，料盘23会随电磁振动器22高频振动，将待分选的圆柱滚子倒入料盘23内，圆柱滚子在振动下爬上滚子滑轨25，并会沿着滚子滑轨25螺旋上升；当滚子运动到分选挡口26时，分选挡口26会阻挡直立的滚子并随着滚子的向前运动将其推下滚子滑轨25落入料盘23中，等待下次筛选，通过分选挡口26的的圆柱滚子均为滚子圆柱面与滚子滑轨25接触的滚子；当滚子再继续向前运动来到筛选缺口27，筛选缺口27会将横躺状态的圆柱滚子漏下去，只允许竖趟状态的滚子通过；通过分选挡口26和筛选缺口27后，圆柱滚子只有竖躺状态的滚子通过，实现滚子的定向整列；滚子运动到料盘23顶端通过滚子传输管接口24进入滚子传输管16中，顺着传输管16滑落得到V型块13上，完成圆柱滚子的自动上料。
如图1所示，1个圆柱滚子进入V型块13上V型面上通过光电传感器10触发气压缸
11，气压缸 11将伸出推动圆柱滚子在V型块13上滑动到狭缝31上，激光传感器开始测量圆柱滚子直径，激光发射器14发射出的激光在凸透镜的作用下发射成平行光并通过狭缝31，圆柱滚子会阻挡部分平行光，然后平行光通过两个凸透镜后被激光接收器15接收，经过控制箱柜1中计算机的处理在将结果显示在显示器 12上并储存；此时驱动电机启动4启动，通过主动齿轮5、从动齿轮6的旋转驱动分选箱转轴7定角度旋转，并使与显示器 12结果一致的分选箱9 和V型块13的端面对齐；第二个圆柱滚子滑落下来将重复第一个滚在的动作，当气压缸 11推第二个滚子到狭缝31时，会顶住第一个圆柱滚在滑落到分选箱9中，后续滑落下来的滚子重复前两个滚子的动作，直到分选完料盘23中所有的圆柱滚子。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (4)
1.圆柱滚子直径自动测量分选设备，其特征在于：包括控制柜(1)、测量分选设备支架(2) 、电机座 (3)、 驱动电机(4) 、主动齿轮(5)、从动齿轮(6)、分选箱转轴(7)、分选箱连接板(8)、分选箱(9)、光电传感器(10)、气压缸 (11)、显示器 (12)、V型块(13)、激光发射器（14）、激光接收器（15）、滚子传输管（16）、送料机支架（17）、减震底脚（18）、送料机底座（19）、振动簧片（20）、大头螺栓（21）、电磁振动器（22）、料盘（23）、滚子传输管接口（24）、滚子滑轨（25）、分选挡口（26）、筛选缺口（27）、轴承座（28）、圆柱滚子轴承（29）、连接插口（30）、狭缝（31）；测量分选设备支架(2)有两层通过螺栓固定在控制柜(1)顶面；电机座 (3)通过螺栓固定在测量分选设备支架(2) 的第一层；驱动电机(4)安装在电机座 (3)上；主动齿轮(5)通过平键连接在驱动电机(4) 的输出轴上；轴承座（28）有2个，分别通过螺栓固定在测量分选设备支架(2) 的第一层顶面中央和第二层底面中央位置；圆柱滚子轴承（29）有2个，分别安装在2个轴承座（28）上；分选箱转轴(7)为阶梯轴竖直插入在圆柱滚子轴承（29）的内圈中；从动齿轮(6)通过平键固定在分选箱转轴(7)中间靠上部位，且与主动齿轮(5)啮合；分选箱连接板(8)为圆弧状的柱面，位于从动齿轮(6)的下面，焊接在分选箱转轴(7)的上；连接插口（30）为凹槽，开设在分选箱连接板(8)的圆弧柱面上；分选箱(9)有6个，插入连接插口（30）中；V型块(13)焊接在测量分选设备支架(2) 的第二层上，V型块(13)的一个V型面朝向分选箱(9)；另一个V型面一端设置气压缸 (11)，通过螺栓固定在测量分选设备支架(2)上 ；激光发射器（14）、激光接收器（15）分别位于V型块(13)的两侧且以V型块对称；激光发射器（14）、激光接收器（15）均通过螺栓固定在测量分选设备支架(2) 上；狭缝（31）在V型块(13)上且狭缝(31)正对激光接收器（15）；V型块(13)的一侧安装光电传感器(10)，对应的另一侧设置显示器 (12)；滚子传输管（16）的一端安装在V型块(13)上，另一端安装在滚子传输管接口（24）上且高于V型块；送料机支架（17）焊接在控制柜(1)上端面；减震底脚（18）为一个弹簧阻尼结构，焊接在送料机底座（19）上；振动簧片（20）通过大头螺栓（21）固定在送料机底座（19）顶面；电磁振动器（22）通过螺栓固定在送料机底座（19）上；料盘（23）固定在电磁振动器（22）上；滚子滑轨（25）螺旋上升焊接在料盘（23）内圆柱面上；滚子滑轨（25）上侧约一个滚子直径距离焊接分选挡口（26），并在滚子滑轨（25）机加工一个筛选缺口（27）。
2.根据权利要求1所述的圆柱滚子直径自动测量分选设备，其特征在于：送料机的减震底脚（18）沿送料机底座（19）的轴线120度均匀分布，对应的振动簧片（20）在送料机底座（19）顶部沿轴线120度分布。
3.根据权利要求1所述的圆柱滚子直径自动测量分选设备，其特征在于：驱动电机(4)采用由PLC控制其旋转角度的步进电机。
4.根据权利要求1所述的圆柱滚子直径自动测量分选设备，其特征在于：气压缸 (11)选用在气缸的活塞杆端头安装橡胶套的单作用气缸。
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