CN107036507A - 圆柱滚子轴承游隙测量工具及测量方法 - Google Patents

圆柱滚子轴承游隙测量工具及测量方法 Download PDF

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Abstract

一种圆柱滚子轴承游隙测量工具，包括一圆环，所述圆环的内侧均匀设置若干结构相同的弹性结构，每一弹性结构具有用以与被测物接触的圆弧形内表面，所有弹性结构的圆弧形内表面位于一共同的圆柱面上，所述圆环对应每个弹性结构设置一径向孔，所述径向孔供一尺寸测量仪器的测杆插入与所述对应的弹性结构接触，每个所述尺寸测量仪器安装并构造成用于测量所述对应弹性结构在径向上产生的弹性变量值。本发明的测量工具相对精准，制作简单且实用，易于推广应用，而且测量方法简单方便，易于实现，能有效控制轴承游隙，从而提升轴承使用寿命。

Description

圆柱滚子轴承游隙测量工具及测量方法
技术领域
本发明涉及一种测量工具及测量方法，特别涉及一种圆柱滚子轴承游隙测量工具及测量方法。
背景技术
圆柱滚子轴承与锥形的轴颈配合时，轴承在轴颈上的压进引起轴承径向游隙发生变化，压进越多，配合越紧密。合理的轴承游隙对提高轴承的旋转精度、振动、噪声及使用寿命具有关键性的作用。目前，控制圆柱滚子轴承游隙的方法有手感、塞尺等，但这些方法不精准且操作起来非常繁琐，而特制的游隙控制量具不仅价格昂贵，利用率也不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种操作简化、低成本、高精度的圆柱滚子轴承游隙测量工具。
本发明还提出一种操作简化、低成本、高精度的圆柱滚子轴承游隙的测量方法。
本发明提供一种圆柱滚子轴承游隙测量工具，包括一圆环，所述圆环的内侧均匀设置若干结构相同的弹性结构，每一弹性结构具有用以与被测物接触的圆弧形内表面，所有弹性结构的圆弧形内表面位于一共同的圆柱面上，所述圆环对应每个弹性结构设置一径向孔，所述径向孔供一尺寸测量仪器的测杆插入与所述对应的弹性结构接触，每个所述尺寸测量仪器安装并构造成用于测量所述对应弹性结构在径向上产生的弹性变量值。
在一实施例中，每一所述弹性结构关于对应的所述径向孔的轴线呈对称结构。
在一实施例中，每一所述弹性结构为与所述圆环一体成型的曲状延伸片结构。
在一实施例中，每一所述弹性结构包括一圆弧形接触片及两连接部，所述圆弧形接触片沿所述圆环的周向延伸并关于所述径向孔的轴线呈对称结构，所述圆弧形接触片面向所述圆环圆心的一侧形成所述圆弧形内表面，所述两连接部分别将所述圆弧形接触片的两周向端与所述圆环连接。
在一实施例中，每一所述连接部包括从所述接触片的一对应周向端弯折朝靠近所述径向孔的方向延伸的第一连接片，以及从所述第一连接片末端弯折朝远离所述轴线的方向延伸的第二连接片，所述第二连接片与所述圆环一体连接。
在一实施例中，除所述第二连接片与所述圆环连接外，所述第一连接片和第二连接片的其余部分与所述圆环之间以槽隔开，从而使得所述第一连接片和第二连接片具有弹性。
在一实施例中，所述接触片、两第一连接片和所述圆环的尺寸测量仪器安装部之间形成一变形槽，所述径向孔穿透所述尺寸测量仪器安装部并与所述变形槽相通。
在一实施例中，两相邻的弹性结构之间设有一间隔块，所述间隔块为所述圆环的一部分，所述两相邻的弹性结构的每一个都与所述间隔块以槽隔开，所述圆环在所述间隔块位置的内径大于所述圆弧形内表面围成的圆柱面的直径。
在一实施例中，所述尺寸测量仪器为千分表，所述弹性结构、径向孔及千分表的数量均设置为三个，且三者都沿所述圆环的周向均匀分布。
本发明还提供一种圆柱滚子轴承游隙的测量方法，所述轴承包括轴承内圈、轴承外圈和轴承滚子，所述轴承滚子由保持架保持于所述轴承内圈和轴承外圈之间，所述测量方法包括：提供一测量工具，所述测量工具包括一圆环，所述圆环的内侧均匀设置三个结构相同的弹性结构，每一弹性结构具有一圆弧形内表面，所有弹性结构的圆弧形内表面位于一共同的圆柱面上，所述圆环对应每个弹性结构设置一径向孔，每一径向孔内安装一千分表，用以测量所述对应弹性结构在径向上产生的弹性变量值；将一圆柱形校准块插入所述测量工具以使所述校准块的外圆柱面与所述弹性结构的圆弧形内表面抵触，并将所述千分表调零校准，然后移除所述校准块；将去除轴承外圈的轴承与轴颈配合后放入所述测量工具内，使得所述轴承滚子与所述弹性结构的圆弧形内表面接触；转动轴承，找出滚子最高点的读值并据此得到压紧后所述轴承滚子的包络圆直径，其中该包络圆直径与轴承外圈内径的差便是所述圆柱滚子轴承游隙。
综上所述，本发明提出一种圆柱滚子轴承游隙测量工具及其测量方法，通过一个带弹性的装置得出圆柱滚子轴承压进轴颈后滚子的包络圆直径，从而控制轴承的径向游隙。该测量工具包括一圆环、若干千分表及基准校准块，圆环内均匀设置若干结构相同的弹性结构，圆环上对应每个弹性结构设置一供千分表的测杆插入的径向孔。圆柱滚子轴承配合在轴颈上，轴承压进后，径向游隙会减小，将轴承放入圆环内使得轴承滚子与弹性结构内表面抵触，千分表测出弹性结构在径向上的弹性变量值，即可得出压进后轴承滚子包络圆直径，与轴承外圈内径的差便是游隙。本发明的测量工具相对精准，制作简单且实用，易于推广应用，而且测量方法简单方便，易于实现，能有效控制轴承游隙，从而提升轴承使用寿命。
附图说明
图1为本发明的测量工具的俯视结构示意图。
图2为将本发明的测量工具应用至圆柱滚子轴承游隙测量的轴承装置的剖视图。
具体实施方式
在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本发明并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。
如图1所示，本发明提出一种圆柱滚子轴承游隙测量工具10，该测量工具10包括一圆环12、若干尺寸测量仪器14和基准校准块。在所示的实施例中，尺寸测量仪器14为千分表14，在其他实施例中，也可以根据实际测量需求选用其他尺寸测量仪器，本发明不对此限定。
圆环12的内侧均匀设置若干，例如，三个结构相同的弹性结构18，每一弹性结构18具有用以与被测物接触的圆弧形内表面20，且所有弹性结构18的圆弧形内表面20位于一共同的圆柱面上。圆环12对应每个弹性结构18设置一径向孔22，径向孔22用以供一尺寸测量仪器14，例如千分表14的测杆24插入，并与对应的弹性结构18接触，每个千分表14安装并构造成用以测量对应弹性结构18在径向上产生的弹性变量值。
在所示的实施例中，每一弹性结构18关于对应的径向孔22的轴线呈对称结构，更具体来说，每一弹性结构18为与圆环12一体成型的曲状延伸片结构，所述曲状延伸片结构关于对应的径向孔22的轴线对称。
弹性结构18包括一圆弧形接触片26和两连接部28，圆弧形接触片26沿圆环12的周向延伸并关于对应径向孔22的轴线呈对称结构，圆弧形接触片26面向圆环12圆心的一侧形成所述圆弧形内表面20，圆弧形接触片26朝向对应径向孔22的一侧用以与一千分表14的测杆24接触，以使得千分表14能够测出圆弧形接触片26在径向上产生的弹性变量值。
两连接部28分别将圆弧形接触片26的两周向端与圆环12连接。具体而言，每一连接部28包括从圆弧形接触片26的一对应周向端弯折朝靠近对应径向孔22的方向延伸的第一连接片30，以及从第一连接片30末端弯折朝远离对应径向孔22的轴线的方向延伸的第二连接片32，第二连接片32与圆环12一体连接。其中，除第二连接片32与圆环12连接外，第一连接片30和第二连接片32的其余部分与圆环12之间以槽34隔开，从而使得第一连接片30和第二连接片32具有弹性，因此，圆弧形接触片26可以在径向上产生一定的弹性变量。槽34可以采用线切割的方法来获取。
在所示的实施例中，两相邻的弹性结构18之间设有一间隔块36，间隔块36为圆环12的一部分。两相邻的弹性结构18中的每一个都与间隔块36以槽34隔开，而且圆环12在间隔块36位置的内径大于弹性结构18的圆弧形内表面20围成的圆柱面的直径，这样当被测物放入圆环12内时，弹性结构18的圆弧形内表面20才能与被测物抵触，从而使得弹性结构18在径向上产生弹性变量。而且，在弹性结构18正常变形状态下，间隔块36不会对被测物造成抵触。
圆环12上对应弹性结构18的位置设有尺寸测量仪器安装部38，径向孔22设置在尺寸测量仪器安装部38上。在一实施例中，尺寸测量仪器14可以将测杆24插入径向孔22中，同时将尺寸测量仪器的仪表盘安装固定在安装部38上。
圆弧形接触片26、两第一连接片30和圆环12的尺寸测量仪器安装部38之间形成一变形槽40，使得圆弧形接触片26具有形变空间。径向孔22穿透尺寸测量仪器安装部38并与变形槽40连通，从而使得尺寸测量仪器14的测杆24可以穿过径向孔22和变形槽40与圆弧形接触片26连接。
本实施例中，弹性结构18、径向孔22、尺寸测量仪器安装部38及千分表14的数量均设置为三个，且它们都沿圆环12的周向均匀对称分布。在其他实施例中，弹性结构18、径向孔22、尺寸测量仪器安装部38及千分表14也可以设置为其他数目，但必须满足弹性结构18、径向孔22、尺寸测量仪器安装部38及千分表14的数量对应相同，且该数量可以模拟出一个圆，这样就可以利用测量工具10的千分表14反映出被测物的包络圆直径变化量，进而得出被测物的包络圆直径。
下面将参考此图来详细说明使用本发明的测量工具10的具体测量方法。
如图2所示，图2为将本发明的测量工具应用至圆柱滚子轴承游隙测量的轴承装置的剖视图。所述轴承装置包括圆柱滚子轴承42、轴44、轴承压紧螺母45及卡在轴44的一轴肩与轴承42之间的隔圈52。所述圆柱滚子轴承42包括轴承内圈46、轴承外圈48和圆柱滚子(图未示出)，所述圆柱滚子由保持架保持于轴承内圈46和轴承外圈48之间。轴44具有用以与圆柱滚子轴承42配合的轴颈50。该隔圈52限定轴承42与轴颈50在轴向上的相对位置关系。改变隔圈52的厚度(轴向尺寸)，即可改变轴承游隙。反之，如果确定了一个想要的轴承游隙，则可以通过改变(减薄或加厚)隔圈52的厚度来实现这个想要的轴承游隙。
所述测量方法包括：
1、将测量工具10组装好，即将三个千分表14分别安装至圆环12的对应的尺寸测量仪器安装部38上。
2、将一圆柱形基准校准块插入测量工具10，以使得校准块的外圆柱面与弹性结构18的圆弧形内表面20抵触，将三个千分表14调零校准，然后移除校准块。
3、将去除轴承外圈48的圆柱滚子轴承42与轴44的轴颈50配合后放入测量工具10内，使得轴承滚子与弹性结构18的圆弧形内表面20接触，其中这个配合结构中的隔圈的厚度是已知的；然后转动轴承42，当三个千分表14的读值变化趋势一致后，找出轴承滚子最高点的读值，并据此得到压紧后圆柱滚子的包络圆直径，其中该包络圆直径与轴承外圈48的内径的差便是圆柱滚子轴承42的游隙。其中，测量工具10的内径和校准棒的外径由轴承的设计值决定，轴承外圈48的内径是已知的。
通过该测量工具测出圆柱滚子轴承42此时的游隙之后，与预期游隙相减，可得出需要的游隙变化量。根据配合面轴颈的锥度比1：n即可得出对应上述游隙变化量的隔圈厚度的变化量(例如其厚度减薄或加厚的量)。因此，只要对隔圈的厚度进行相应变化，圆柱滚子轴承组装之后，即可实现预期的轴承游隙。
综上所述，本发明提出一种圆柱滚子轴承游隙测量工具及其测量方法，通过一个带弹性的装置得出圆柱滚子轴承压进轴颈后滚子的包络圆直径，从而控制轴承的径向游隙。该测量工具包括一圆环、若干千分表及基准校准块，圆环内均匀设置若干结构相同的弹性结构，圆环上对应每个弹性结构设置一供千分表的测杆插入的径向孔。圆柱滚子轴承配合在轴颈上，轴承压进后，径向游隙会减小，将轴承放入圆环内使得轴承滚子与弹性结构内表面抵触，千分表测出弹性结构在径向上的弹性变量值，即可得出压进后轴承滚子包络圆直径，与轴承外圈内径的差便是游隙。本发明的测量工具相对精准，制作简单且实用，易于推广应用，而且测量方法简单方便，易于实现，能有效控制轴承游隙，从而提升轴承使用寿命。
本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，包括一圆环，所述圆环的内侧均匀设置若干结构相同的弹性结构，每一弹性结构具有用以与被测物接触的圆弧形内表面，所有弹性结构的圆弧形内表面位于一共同的圆柱面上，所述圆环对应每个弹性结构设置一径向孔，所述径向孔供一尺寸测量仪器的测杆插入与所述对应的弹性结构接触，每个所述尺寸测量仪器安装并构造成用于测量所述对应弹性结构在径向上产生的弹性变量值。
2.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，每一所述弹性结构关于对应的所述径向孔的轴线呈对称结构。
3.如权利要求2所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，每一所述弹性结构为与所述圆环一体成型的曲状延伸片结构。
4.如权利要求3所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，每一所述弹性结构包括一圆弧形接触片及两连接部，所述圆弧形接触片沿所述圆环的周向延伸并关于所述径向孔的轴线呈对称结构，所述圆弧形接触片面向所述圆环圆心的一侧形成所述圆弧形内表面，所述两连接部分别将所述圆弧形接触片的两周向端与所述圆环连接。
5.如权利要求4所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，每一所述连接部包括从所述接触片的一对应周向端弯折朝靠近所述径向孔的方向延伸的第一连接片，以及从所述第一连接片末端弯折朝远离所述轴线的方向延伸的第二连接片，所述第二连接片与所述圆环一体连接。
6.如权利要求5所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，除所述第二连接片与所述圆环连接外，所述第一连接片和第二连接片的其余部分与所述圆环之间以槽隔开，从而使得所述第一连接片和第二连接片具有弹性。
7.如权利要求5所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，所述接触片、两第一连接片和所述圆环的尺寸测量仪器安装部之间形成一变形槽，所述径向孔穿透所述尺寸测量仪器安装部并与所述变形槽相通。
8.如权利要求3所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，两相邻的弹性结构之间设有一间隔块，所述间隔块为所述圆环的一部分，所述两相邻的弹性结构的每一个都与所述间隔块以槽隔开，所述圆环在所述间隔块位置的内径大于所述圆弧形内表面围成的圆柱面的直径。
9.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承游隙测量工具，其特征在于，所述尺寸测量仪器为千分表，所述弹性结构、径向孔及千分表的数量均设置为三个，且三者都沿所述圆环的周向均匀分布。
10.一种圆柱滚子轴承游隙的测量方法，所述轴承包括轴承内圈、轴承外圈和轴承滚子，所述轴承滚子由保持架保持于所述轴承内圈和轴承外圈之间，其特征在于，所述测量方法包括：
提供一测量工具，所述测量工具包括一圆环，所述圆环的内侧均匀设置三个结构相同的弹性结构，每一弹性结构具有一圆弧形内表面，所有弹性结构的圆弧形内表面位于一共同的圆柱面上，所述圆环对应每个弹性结构设置一径向孔，每一径向孔内安装一千分表，用以测量所述对应弹性结构在径向上产生的弹性变量值；
将一圆柱形校准块插入所述测量工具以使所述校准块的外圆柱面与所述弹性结构的圆弧形内表面抵触，并将所述千分表调零校准，然后移除所述校准块；
将去除轴承外圈的轴承与轴颈配合后放入所述测量工具内，使得所述轴承滚子与所述弹性结构的圆弧形内表面接触；以及
转动轴承，找出滚子最高点的读值并据此得到压紧后所述轴承滚子的包络圆直径，其中该包络圆直径与轴承外圈内径的差便是所述圆柱滚子轴承游隙。
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