CN108759758B - 一种发动机轴承游隙检测装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发动机轴承游隙检测装置及测量方法，包括底座以及设置在底座上的第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有用于夹紧轴承的夹具，第二支架上设置有定位机构，底座上设置有位移机构和测量机构。本发明所述的发动机轴承游隙检测装置及测量方法提供了一种发动机轴承游隙检测装置，可以快速将待测轴承装夹定位，并测量转动状态下的轴承轴向游隙。待测轴承通过气动夹具进行夹紧，装夹方便，装夹完成后利用涨紧杆实现轴承与动力源的连接，轴承内圈可在电机的带动下进行转动，轴承外圈固定不动，完全模拟了轴承实际工作时的工作条件。
Description
技术领域
本发明属于发动机零部件检测设备技术领域，具体是一种发动机轴承游隙检测装置及测量方法。
背景技术
轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承游隙又称为轴承间隙。所谓轴承游隙，即指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其内圈或外圈的一方固定，然后使轴承游隙未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙。运转时的游隙的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有影响。
汽车发动机中大量使用轴承作为运动部件的润滑零件。由于轴承间隙的存在，导致汽车发动机中传动零件不可避免的会出现沿轴向的窜动，由于汽车发动机中传动零件转速很快，因此轴向窜动过大容易导致传动零件损坏，影响汽车发动机整体寿命。轴承轴向游隙是轴承质检过程中重要的检测数据。
轴承在不同状态下其游隙会发生相应的变化，具体说来，可分为原始游隙和有小游戏。轴承的原始游隙是指轴承成套后在安装于机器前，所处在自由状态下的游隙。实际上原始游隙不通过测量是难以得知的.因此原始游隙常常用检验游隙来代替。检验游隙是在检验状态下，在施加测量载荷的条件下，用仪器检测而得的游隙数据。有效游隙或称工作游隙是指轴承在安装于主机后，在一定载荷作用下，达到一定温升的稳定运转状态下，轴承中存在的实际游隙。显然，有效游隙比原始游隙小。
现有的轴承游隙检测设备只能检测静止状态下轴承的游隙，即原始游隙。由于轴承内部具有较多数量的滚柱或滚子，因此检测静止状态下的轴承间隙无法准备反映出轴承在高速运动状态下的轴向窜动量，对于现在精度要求越来越严格的发动机产业，仅检测轴承静态游隙已无法满足生产的要求。如何对轴承有效游隙进行测量是轴承检测环节的重要难题。
专利号为CN201210318023.8的中国专利公开了一种轴承游隙测量装置，包括底座和垂直连接在底座上的立柱；立柱在上部和下部分别开有通孔，中间开有槽，所述通孔和槽位于同一竖直线上；轴承内圈固定块和轴承外圈固定块交替安装在所述立柱的一侧面上，轴承内圈固定块和轴承外圈固定块分别固定在所述通孔中，另外一对轴承外圈固定块和轴承内圈固定块安装在所述槽中。该专利中所述的游隙测量装置只能对轴承进行静态状态下的测量，同时由于轴承固定块进通过螺母进行固定，轴承定位不精准，容易导致较大的测量误差，而且由于其需要人工进行测量，测量时还伴随着人为误差。
专利号为CN201520080217.8的中国专利公开了一种精密轴承轴向游隙检测设备，解决了手动检测轴向游隙误差较大的问题，其技术方案要点是一种精密轴承轴向游隙检测设备，包括工作台和检测装置，用于测量检测检测装置下方的工作台上的轴承的轴向游隙；一个翻转装置，用于将工作台上的轴承翻转换面。其通过技术手段实现了轴承游隙的机械化自动测量，避免了人工测量时的人为误差，但是由于其轴承在测量时始终处于静止状态，仅能获得静止状态下轴承的游隙数据，已经不能满足现在汽车发动机产业的生产要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对目前技术中的不足，提供一种发动机轴承游隙检测装置及测量方法，能够准确的测量运动状态下轴承的轴向游隙，同时还能模拟出不同转速下轴承的轴向游隙。
技术方案：为实现上述目的，发明公开一种发动机轴承游隙检测装置，包括底座以及设置在底座上的第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有用于夹紧轴承的夹具，第一支架位于夹具夹持中心部分下方的位置为镂空部分；所述第二支架上连接有定位机构，所述定位机构包括滑动杆、下定位座、弹簧、压紧头和涨紧杆；所述第二支架上固定连接有限位座，所述限位座活动连接滑动杆，所述滑动杆下端套接有下定位座，所述下定位座为带有中心孔的圆柱体，下定位座下端接触压紧头上端面，滑动杆上套接有弹簧，弹簧上端面接触限位座下端面，弹簧下端面接触下定位座上端面；所述压紧头为上端带有盲孔的回转体，所述压紧头固定连接涨紧杆，所述涨紧杆穿过所述夹具夹持部中心位置并延伸至第一支架下方，涨紧杆下端中心设置有顶针孔；所述滑动杆下端插入压紧头盲孔并相配合，所述滑动杆、下定位座、压紧头和涨紧杆均共轴；所述第一支架上还设置有电机，电机与压紧头通过传动部件连接，压紧头可在电机带动下转动；所述底座上设置有位移机构，所述位移机构包括气缸、顶杆和测量环，所述气缸设置在底座上，气缸伸缩杆部分连接顶杆，所述顶杆与涨紧杆共轴，所述顶杆顶端为顶针，所述测量环为固定套接在顶杆上的圆环，所述测量环下平面为水平的；所述底座上还设置有测量机构，所述测量机构包括测量支架以及固定在测量支架上的测量装置，测量装置测量测量环下表面在竖直方向上的位移。
作为本方案的一种改进，所述夹具为气动夹具。
作为本方案的一种改进，所述下定位座下端内孔具有扩径，滑动杆位下部位于下定位座扩径部分内外壁上设置有肩抬，所述压紧头上端设置有圆柱形凸起配合下定位座下端内孔扩径部分，所述下定位座下端面与压紧头上端面间设置有平面轴承。
作为本方案的一种改进，所述压紧头上端盲孔内设置有滚针轴承与滑动杆配合。
作为本方案的一种改进，所述传动部件为齿轮或者皮带。
作为本方案的一种改进，所述电机为伺服电机。
作为本方案的一种改进，所述测量装置为表头或者位移传感器。
作为本方案的一种改进，所述滑动杆上端设置有可拆卸的把手。
作为本方案的一种改进，所述传动部件为齿轮，所述电机输出端连接主动齿轮，所述压紧头上连接有与主动齿轮啮合的从动齿轮
一种发动机轴承游隙测量方法，包括以下步骤：
a、关闭电机，取下压紧头，拉起滑动杆，；
b、将待测轴承放在夹具夹持部并夹持固定；
c、将涨紧杆伸入待测轴承内圆，涨紧杆下端顶针孔与顶杆紧密接触后涨紧，使涨紧杆与轴承内圈固定连接；
d、松开把手，放下滑动杆，使滑动杆下端伸入压紧头上盲孔内并与滚针轴承配合，且下定位座下端面接触压紧头上端面平面轴承；
e、启动电机，电机带动压紧头转动，同时涨紧杆跟随压紧头一起转动，轴承内圈在涨紧杆的带动下转动；
f、此时将测量装置对零；
g、启动气缸，时伸缩杆伸出，顶杆向上移动；
h、记录此时测量装置读数，即为轴承游隙。
有益效果：本发明所述的发动机轴承游隙检测装置及测量方法提供了一种发动机轴承游隙检测装置，可以快速将待测轴承装夹定位，并测量转动状态下的轴承轴向游隙。
待测轴承通过气动夹具进行夹紧，装夹方便，装夹完成后利用涨紧杆实现轴承与动力源的连接，轴承内圈可在电机的带动下进行转动，轴承外圈固定不动，完全模拟了轴承实际工作时的工作条件。
所述电机为伺服电机，电机转速和转向可以进行调节，可以完全模拟各种转速条件下轴承工作状态，精准的对轴承工作状态下的轴向游隙进行测量。
压紧头可根据不同型号的轴承进行更换，对不同型号的轴承进行测量时，只需要使用不同的压紧头即可，特别适合对流水线产品进行检测，所述的检测装置还可以作为流水线待装零件抽检设备进行使用。
所述的发动机轴承游隙测量方法操作简单，测量数据精确。有利于对轴承参数进行精准采集，筛选合格的轴承用于发动机组装，大大提高生产的发动机质量。
附图说明
图1、所述发动机轴承游隙检测装置结构示意图；
图2、所述定位机构结构示意图；
图3、所述定位机构局部放大结构示意图；
图4、所述位移机构结构示意图；
图5、所述定位机构与位移机构连接处局部放大结构示意图；
附图标记列表：1、底座；2、第一支架；3、第二支架；4、定位机构；5、电机；6、夹具；7、位移机构；8、测量机构；9、待测轴承；31、限位座；40、滑动杆；41、下定位座；42、弹簧；43、压紧头；44、涨紧杆；45、从动齿轮；46、滚针轴承；47、平面轴承；48、把手；50、支撑架；51、主动齿轮；70、气缸；71、顶杆；72、测量环；80、测量支架；81、位移传感器。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是按照实际比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示的一种发动机轴承游隙检测装置，包括底座1以及设置在底座1上的第一支架2和第二支架3，第一支架2上设置有用于夹紧轴承的夹具6，第一支架2位于夹具6夹持中心部分下方的位置为镂空部分；第二支架3上连接有定位机构4。
如图2所示，定位机构4包括滑动杆40、下定位座41、弹簧42、压紧头43和涨紧杆44；第二支架3上固定连接有限位座31，限位座31活动连接滑动杆40，滑动杆40下端套接有下定位座41，下定位座41为带有中心孔的圆柱体，下定位座41下端接触压紧头43上端面，滑动杆40上套接有弹簧42，弹簧42上端面接触限位座31下端面，弹簧42下端面接触下定位座41上端面。压紧头43为上端带有盲孔的回转体，压紧头43固定连接涨紧杆44，涨紧杆44穿过夹具6夹持部中心位置并延伸至第一支架2下方，涨紧杆44下端中心设置有顶针孔。滑动杆40下端插入压紧头43盲孔并相配合，滑动杆40、下定位座41、压紧头43和涨紧杆44均共轴。第一支架2上还设置有电机5，电机5与压紧头43通过齿轮连接，电机5输出端连接主动齿轮51，压紧头43上连接有与主动齿轮51啮合的从动齿轮45，压紧头43可在电机5带动下转动。电机5为伺服电机5。滑动杆40上端设置有可拆卸的把手48。
如图3所示，下定位座41下端内孔具有扩径，滑动杆40位下部位于下定位座41扩径部分内外壁上设置有肩抬，压紧头43上端设置有圆柱形凸起配合下定位座41下端内孔扩径部分，下定位座41下端面与压紧头43上端面间设置有平面轴承47。压紧头43上端盲孔内设置有滚针轴承46与滑动杆40配合。
如图4所示，底座1上设置有位移机构7。位移机构7包括气缸70、顶杆71和测量环72。气缸70设置在底座1上，气缸70伸缩杆部分连接顶杆71，顶杆71与涨紧杆44共轴，顶杆71顶端为顶针，所述测量环72为固定套接在顶杆71上的圆环，测量环72下平面为水平的。底座1上还设置有测量机构8，测量机构8包括测量支架80以及固定在测量支架80上的位移传感器81，测量传感器对测量环72下表面在竖直方向上的位移进行测量。
一种发动机轴承游隙测量方法，包括以下步骤：
a、关闭电机5，取下压紧头43，拉起滑动杆40，；
b、将待测轴承9放在夹具6夹持部并夹持固定；
c、将涨紧杆44伸入待测轴承9内圆，涨紧杆44下端顶针孔与顶杆71紧密接触后涨紧，使涨紧杆44与轴承内圈固定连接；
d、松开把手48，放下滑动杆40，使滑动杆40下端伸入压紧头43上盲孔内并与滚针轴承46配合，且下定位座41下端面接触压紧头43上端面平面轴承47；
e、启动电机5，电机5带动压紧头43转动，同时涨紧杆44跟随压紧头43一起转动，轴承内圈在涨紧杆44的带动下转动；
f、此时将测量装置对零；
g、启动气缸70，时伸缩杆伸出，顶杆71向上移动；
h、记录此时测量装置读数，即为轴承游隙。
进行测量时，首先利用夹具6将待测轴承9外圈夹紧，之后将涨紧杆44伸入待测轴承9内圆，在弹簧42的作用下，滑动杆40下行，压紧头43一并下行，当涨紧杆44下端顶针孔与顶杆71紧密接触后涨紧，使涨紧杆44与轴承内圈固定连接，此时，轴承内圈在重力作用下以处于下极限位置。与此同时，将位移传感器81对零。之后启动电机5，待测轴承9在电机5的带动下旋转，当旋转处于稳定状态时，启动气缸70，使其伸缩杆上行，进而带动顶杆71上行，如图5所示，由于顶杆71上端顶针与涨紧杆44下端顶针孔紧密配合，此时顶杆71推动涨紧杆44上行，涨紧杆44带动待测轴承9内圈上行，当待测轴承9内圈处于上极限位置时，顶杆71即停止继续上行，此时位移传感器81记录的数值即为运动状态下轴承轴向游隙。
当需要测量不同转速下轴承轴向游隙时，只需改变电机5转数即可。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种发动机轴承游隙检测装置，包括底座(1)以及设置在底座(1)上的第一支架(2)和第二支架(3)，所述第一支架(2)上设置有用于夹紧轴承的夹具(6)，第一支架(2)位于夹具(6)夹持中心部分下方的位置为镂空部分；所述第二支架(3)上连接有定位机构(4)，所述定位机构(4)包括滑动杆(40)、下定位座(41)、弹簧(42)、压紧头(43)和涨紧杆(44)；所述第二支架(3)上固定连接有限位座(31)，所述限位座(31)活动连接滑动杆(40)，所述滑动杆(40)下端套接有下定位座(41)，所述下定位座(41)为带有中心孔的圆柱体，下定位座(41)下端接触压紧头(43)上端面，滑动杆(40)上套接有弹簧(42)，弹簧(42)上端面接触限位座(31)下端面，弹簧(42)下端面接触下定位座(41)上端面；所述压紧头(43)为上端带有盲孔的回转体，所述压紧头(43)固定连接涨紧杆(44)，所述涨紧杆(44)穿过所述夹具(6)夹持部中心位置并延伸至第一支架(2)下方，涨紧杆(44)下端中心设置有顶针孔；所述滑动杆(40)下端插入压紧头(43)盲孔并相配合，所述滑动杆(40)、下定位座(41)、压紧头(43)和涨紧杆(44)均共轴；所述第一支架(2)上还设置有电机(5)，电机(5)与压紧头(43)通过传动部件连接，压紧头(43)可在电机(5)带动下转动；所述底座(1)上设置有位移机构(7)，所述位移机构(7)包括气缸(70)、顶杆(71)和测量环(72)，所述气缸(70)设置在底座(1)上，气缸(70)伸缩杆部分连接顶杆(71)，所述顶杆(71)与涨紧杆(44)共轴，所述顶杆(71)顶端为顶针，所述测量环(72)为固定套接在顶杆(71)上的圆环，所述测量环(72)下平面为水平的；所述底座(1)上还设置有测量机构(8)，所述测量机构(8)包括测量支架(80)以及固定在测量支架(80)上的测量装置，测量装置测量测量环(72)下表面在竖直方向上的位移；
该装置还按照以下方法进行工作，包括以下步骤：
a、关闭电机(5)，取下压紧头(43)，拉起滑动杆(40)；
b、将待测轴承(9)放在夹具(6)夹持部并夹持固定；
c、将涨紧杆(44)伸入待测轴承(9)内圆，涨紧杆(44)下端顶针孔与顶杆(71)紧密接触后涨紧，使涨紧杆(44)与轴承内圈固定连接；
d、松开把手(48)，放下滑动杆(40)，使滑动杆(40)下端伸入压紧头(43)上盲孔内并与滚针轴承配合，且下定位座(41)下端面接触压紧头(43)上端面平面轴承(47)；
e、启动电机(5)，电机(5)带动压紧头(43)转动，同时涨紧杆(44)跟随压紧头(43)一起转动，轴承内圈在涨紧杆(44)的带动下转动；
f、此时将测量装置对零；
g、启动气缸(70)时伸缩杆伸出，顶杆(71)向上移动；
h、记录此时测量装置读数，即为轴承游隙。
2.根据权利要求1所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述夹具(6)为气动夹具。
3.根据权利要求2所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述下定位座(41)下端内孔具有扩径，滑动杆(40)位下部位于下定位座(41)扩径部分内外壁上设置有肩抬，所述压紧头(43)上端设置有圆柱形凸起配合下定位座(41)下端内孔扩径部分，所述下定位座(41)下端面与压紧头(43)上端面间设置有平面轴承(47)。
4.根据权利要求3所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述压紧头(43)上端盲孔内设置有滚针轴承与滑动杆(40)配合。
5.根据权利要求4所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述传动部件为齿轮或者皮带。
6.根据权利要求5所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述电机(5)为伺服电机。
7.根据权利要求6所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述测量装置为表头或者位移传感器(81)。
8.根据权利要求7所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述滑动杆(40)上端设置有可拆卸的把手(48)。
9.根据权利要求8所述的发动机轴承游隙检测装置，其特征在于：所述传动部件为齿轮，所述电机(5)输出端连接主动齿轮(51)，所述压紧头(43)上连接有与主动齿轮(51)啮合的从动齿轮(45)。
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