CN109211064B - 一种轴承综合游隙测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承综合游隙测量装置，包括用于轴承游隙测量的加载控制机构，该加载控制机构包括机架，机架上设有一安装孔，用于轴承径向游隙测量的轴承夹紧装置和用于轴承轴向游隙测量的轴承夹紧装置均能与该安装孔适配装接，实现轴承径向游隙和轴向游隙的综合测量。它具有如下优点：在做径向或轴向游隙测量时，只需变更被测轴承的安装方式，不需换机，即可实现轴向和径向游隙的综合测量；具有现有仪器不具备的精测功能。

Description

一种轴承综合游隙测量装置

技术领域

本发明涉及轴承的测量领域，尤其涉及一种轴承综合游隙测量装置。

背景技术

向心关节轴承是球面间隙配合的滑动轴承，以实现支承轴在一定范围的调心性能(即万向性)。向心关节轴承游隙量是衡量其品质的主要指标之一，需要用专业装置(仪器)进行测量检定。目前，向心关节轴承游隙测量项目有径向游隙和轴向游隙两种，分别由径向游隙测量仪和轴向游隙测量仪进行测量。

气动摆杆式向心关节轴承径向游隙测量仪工作原理为，将被测向心关节轴承内圈孔，孔轴心线水平装入轴承安装位锁固，上气缸加载工作活塞杆推动上摆杆立臂，其水平臂压紧向心关节轴承外圈柱面，关节轴承内外圈上部紧密接触，读记此时千分表读数；上气缸卸载，下气缸加载工作活塞杆推动下摆杆立臂，其水平臂压紧向心关节轴承外圈柱面，关节轴承内外圈下部紧密接触，读记此时千分表读数。求千分表前后两读数差值，即为该向心关节轴承径向游隙。

不等臂杠杆式向心关节轴承轴向游隙测量仪工作原理为磅秤原理。装入千分表托起下砣，将被测向心关节轴承外圈端面，孔轴心线垂直放置在轴承位上，旋转上螺旋及轴承外圈松夹手柄夹紧轴承外圈，松开下砣，下端不等臂杠杆加载，使被夹紧外圈的轴承内圈下端面受向上载荷，关节轴承内外圈上部紧密接触，读记此时千分表读数；压下卸载杆，上端不等臂杠杆加载，由于游砣重力大于下砣，杠杆比例数相同，使被夹紧外圈的轴承内圈上端面受向下载荷，关节轴承内外圈下部紧密接触，读记此时千分表读数；求千分表前后两读数差值，即为该向心关节轴承轴向游隙。

现有的气动摆杆式向心关节轴承径向游隙测量仪，使用气压加载方式，气压的不稳定及气缸与活塞阻尼不确定，并且全过程未考虑关节轴承外圈重力对载荷的影响，使其径向游隙测量精度较低，不适合于高精度向心关节轴承径向游隙的测量。

现有的不等臂杠杆式向心关节轴承轴向游隙测量仪，使用杆称机构，加载为游砣的分布载荷，使其加载力矩计算精度差，得到的轴向游隙测量精度较低，不适合于高精度向心关节轴承径向游隙的测量。

现有的向心关节轴承游隙测量装置只能进行径向游隙测量或者轴向游隙测量，不能实现径向和轴向游隙的综合测量。

发明内容

本发明提供了一种加载控制机构，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轴承综合游隙测量装置，包括用于轴承游隙测量的加载控制机构，该加载控制机构包括机架，机架上设有一安装孔，用于轴承径向游隙测量的轴承夹紧装置和用于轴承轴向游隙测量的轴承夹紧装置均能与该安装孔适配装接，实现轴承径向游隙和轴向游隙的综合测量。

一实施例之中：该轴承夹紧装置上设有一靠板和一凸设于靠板上的安装轴，安装轴的轴向垂直靠板轴承夹紧装置安装于机架时，其安装轴适配穿过该安装孔，靠板抵靠并固定于机架上。

一实施例之中：该加载控制机构还包括：

安装在机架上的两水平力臂，该两水平力臂的各一端分别形成一施力点且能形成平行于重力方向的相向力；该安装孔设于该两水平力臂的重力方向之间；

安装在机架上的滑杆、滑座，该滑杆水平横向设置并与该滑座滑动连接，两端分别具有第一凸轮和第二凸轮，该第一凸轮包括自一端始依次连接的第一平面、第一过渡面和第二平面，该第二凸轮包括自另一端始依次连接的第三平面、第二过渡面、第四平面、第三过渡面和第五平面，该第一平面高于第二平面的水平高度且与第四平面的水平高度一致，该第二平面与第五平面的水平高度一致，该第三平面高于第五平面且低于第四平面的水平高度，该第一平面、第二平面、第三平面、第四平面和第五平面均为水平面；

两砝码盘、加载砝码及重力砝码，该两砝码盘分别悬挂在两水平力臂的各另一端且分别位于第一凸轮和第二凸轮的上方，砝码盘的底盘设有通孔，加载砝码能装置于砝码盘的底盘上，其一砝码盘中还设有用于装置重力砝码的层盘；该设有层盘的砝码盘位于第二凸轮的上方。

两托盘、两滚轮，任一砝码盘和滑杆之间设有一托盘和一滚轮，该托盘为台阶盘且下端延伸出一导柱，该导柱的末端与一滚轮连接，该两滚轮分别置于第一凸轮上和第二凸轮上并能沿水平横向滚动，该台阶盘的上台阶面直径小于通孔直径并能活动伸入或伸出该通孔，该台阶盘的下台阶面直径大于砝码盘的底盘直径；及

安装在机架上的手柄机构，该手柄机构连接滑杆，用于带动滑杆水平横向移动；及

一实施例之中：还包括设于机架上的两高度调节机构，该两高度调节机构分别与两水平力臂连接，用于调节两水平力臂的高度。

一实施例之中：该机架包括一底板和垂直底板连接的立板，该安装孔设在该立板上。

一实施例之中：该加载控制机构还包括安装在机架上的两导向座，该两托盘的导柱能分别和该两导向座配合并上下滑动。

一实施例之中：其一水平力臂包括一水平杆，该水平杆的中部与机架转动连接可以形成该水平杆的转动支点，该水平力臂与设有层盘的砝码盘连接，通过砝码盘对该水平力臂的另一端施力，在该水平力臂的一端形成向上的作用力。

一实施例之中：另一水平力臂包括第一半臂和第二半臂，该第一半臂和第二半臂的各一端与机架转动连接并形成相互配合的带有啮合齿的齿轮轮廓，通过砝码盘对该水平力臂的另一端施力，在该水平力臂的一端形成向下的作用力。

一实施例之中：该第一过渡面、第二过渡面和第三过渡面均为倾斜平面。

一实施例之中：该手柄机构包括一手柄、一连接销和一立销，该立销竖直设于机架上，该手柄的中部与该立销转动连接，该手柄的一端通过该连接销与该滑杆转动连接。

一实施例之中：该手柄的一端设有U型卡槽，该连接销能与该U型卡槽可拆卸转动连接。

一实施例之中：该其一水平力臂为等臂杠杠结构，另一水平力臂的第一半臂和第二半臂的长度相等。

一实施例之中：该轴承包括向心关节轴承。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

在做径向或轴向游隙测量时，只需变更被测轴承的安装方式(即变更为用于径向游隙测量的轴承夹紧装置或用于轴向游隙测量的轴承夹紧装置)，不需换机即可进行测量，从而实现轴向和径向游隙的综合测量；两种轴承安装方式的接口是一致的，都是通过安装孔固定安装，可以确保其互换性。

在砝码盘上增加用于置放可控的抵消被测轴承零件重力的重力砝码的层盘，可消除重力因素对轴承游隙的测量结果及精度的影响。

该其一水平力臂为等臂杠杠结构，另一水平力臂的第一半臂和第二半臂的长度相等，将径向测量的气动摆杆和轴向测量的不等臂杠杆改为水平等力臂杠杆，径向测量的气动加载方式和轴向测量的游砣加载方式改为砝码重力集中加载方式，砝码精确制作，实现精确加载。

本发明所述的轴承游隙测量装置具有现有仪器不具备的精测功能，而且通用性强，操作简单易用，填补目前国内在高端向心关节轴承游隙测量空白。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本实施例所述的轴承综合游隙测量装置的轴侧图之一(此为轴承的径向游隙测量)。

图2为本实施例所述的轴承综合游隙测量装置的轴侧图之二(此为轴承的轴向游隙测量)。

图3为本实施例所述的轴承夹紧装置的示意图之一(用于径向游隙测量)。

图4为本实施例所述的轴承夹紧装置的示意图之二(用于轴向游隙测量)。

图5为本实施例所述的加载控制机构的轴侧图。

图6为本实施例所述的加载控制机构的正视图之一(此时手柄处于中位)。

图7为图6中的M-M剖视图。

图8为图7中的局部放大图。

图9为本实施例所述的加载控制机构的正视图之二(此时手柄开始向右搬动)。

图10为本实施例所述的加载控制机构的正视图之三(此时手柄搬动到最右侧位置)。

图11为本实施例所述的加载控制机构的正视图之四(此时手柄搬动到最左侧位置)。

图12为图6的局部放大图之一。

图13为图6的局部放大图之二。

图14为图9的局部放大图。

图15为图10的局部放大图之一。

图16为图10的局部放大图之二。

具体实施方式

请查阅图1和图2，一种轴承综合游隙测量装置，包括用于轴承游隙测量的加载控制机构1，该加载控制机构1包括机架100，机架100上设有一安装孔1021，用于轴承径向游隙测量的轴承夹紧装置和用于轴承轴向游隙测量的轴承夹紧装置均能与该安装孔适配装接，实现轴承径向游隙和轴向游隙的综合测量。该轴承包括向心关节轴承。本实施例中，该轴承夹紧装置2(包括用于轴承径向游隙测量的轴承夹紧装置和用于轴承轴向游隙测量的轴承夹紧装置)上设有一靠板201和一凸设于靠板201上的安装轴，安装轴的轴向垂直靠板21，轴承夹紧装置2安装于机架100时，其安装轴适配穿过该安装孔1021，靠板201抵靠并固定于机架100上。

请查阅图5至图16，本实施例所述的加载控制机构，还包括：

安装在机架100上的两水平力臂10，该两水平力臂10的各一端分别形成一施力点且能形成平行于重力方向的相向力，即该两施力点能施力并能形成相向力；

安装在机架100上的滑杆20、滑座30，该滑杆20水平设置并与该滑座30滑动连接，两端分别具有第一凸轮21和第二凸轮22，该第一凸轮21包括自滑杆20一端始依次连接的第一平面211、第一过渡面212和第二平面213，该第二凸轮22包括自滑杆20另一端始依次连接的第三平面221、第二过渡面222、第四平面223、第三过渡面224和第五平面225，该第一平面211高于第二平面213的水平高度且与第四平面223的水平高度一致，该第二平面213与第五平面225的水平高度一致，该第三平面221高于第五平面225且低于第四平面223的水平高度，该第一平面211、第二平面213、第三平面221、第四平面223和第五平面225均为水平面；本实施例中，该第一过渡面212、第二过渡面222和第三过渡面224均为倾斜平面。

两砝码盘40、加载砝码50及重力砝码60，该两砝码盘40分别悬挂在两水平力臂10的各另一端且分别位于第一凸轮21和第二凸轮22的上方，砝码盘40的底盘设有通孔41，加载砝码50能装置于砝码盘40的底盘上，其一砝码盘40中还设有用于装置重力砝码60的层盘42；该设有层盘42的砝码盘40位于第二凸轮22的上方。

两托盘70、两滚轮80，任一砝码盘40和滑杆20之间设有一托盘70和一滚轮80，该托盘70为台阶盘且下端延伸出一导柱71，该导柱71的末端与一滚轮80连接，该两滚轮80分别置于第一凸轮21上和第二凸轮22上并能沿水平横向滚动，该台阶盘的上台阶面直径小于通孔直径并能活动伸入或伸出该通孔41，该台阶盘的下台阶面直径大于砝码盘40的底盘直径；及

安装在机架上的手柄机构90，该手柄机构90连接滑杆20，用于带动滑杆20水平横向移动。

优选地，该加载控制机构还包括安装在机架100上的两导向座200，该两托盘70的导柱71能分别和该两导向座200配合并上下滑动。

优选地，该加载控制机构还包括设于机架上的两高度调节机构300，该两高度调节机构300分别与两水平力臂10连接，用于调节两水平力臂10的高度。该高度调节机构300可以是包括手轮、丝杆传动机构和导向机构，该丝杆传动机构与水平力臂连接，通过手轮转动带动丝杆传动机构运动，从而带动水平力臂沿着导向机构上下运动。

本实施例中，其一水平力臂10包括一水平杆，该水平杆的中部与机架转动连接可以形成该水平杆的转动支点，该水平力臂10与设有层盘42的砝码盘40连接，通过砝码盘40对该水平力臂10的另一端施力，在该水平力臂10的一端形成向上的作用力。

本实施例中，另一水平力臂10包括第一半臂和第二半臂，该第一半臂和第二半臂的各一端与机架100转动连接并形成相互配合的带有啮合齿的齿轮轮廓，通过砝码盘40对该水平力臂10的另一端施力，在该水平力臂10的一端形成向下的作用力。

该手柄机构90包括一手柄91、一连接销92和一立销93，该立销93竖直设于机架100上，该手柄91的中部与该立销93转动连接，该手柄91的一端通过该连接销92与该滑杆20转动连接，本实例中，该连接销92设于滑杆20的中间位置。优选地，该手柄91的一端设有U型卡槽，该连接销92能与该U型卡槽可拆卸转动连接。

本实施例中，该机架100包括一底板101和垂直底板101连接的立板102，该滑杆20、滑座30、手柄机构90和导向座200均设于底板101上，该两水平力臂10设于立板102上。该安装孔1021设于机架100的立板102上，该安装孔1021设于该两水平力臂10的重力方向之间，该安装孔1021可用于安装向心关节轴承的游隙测量装置。

请查阅图3，一较佳实施方式中，该轴承夹紧装置2包括芯轴组件211、夹盘212和一锁紧螺母213，该夹盘212为一锥状的环形盘，具有第一圆锥夹紧面，该锁紧螺母213包括螺母本体和在螺母本体外周壁上凸设的至少一凸条，该凸条的长度方向平行于螺母本体的中心轴线，该芯轴组件211包括一螺纹芯轴和装设在该螺纹芯轴一端的固定件，该固定件具有一第二圆锥夹紧面，安装时，向心关节轴承3套装在螺纹芯轴212上且位于该固定件的第二圆锥夹紧面和该夹盘的第一圆锥夹紧面之间，并通过锁紧螺母213将向心关节轴承3夹紧在第一圆锥夹紧面和第二圆锥夹紧面之间，夹紧后的第一圆锥夹紧面和第二圆锥夹紧面分别与该向心关节轴承3的内孔两端面顶抵，该靠板201固设在该固定件的一侧上。该轴承夹紧装置2适用于轴承的径向游隙测量。

请查阅图4，另一较佳实施方式中，该轴承夹紧装置2包括一压盖221、若干螺栓222和一安装座223，该向心关节轴承3能适配装入该安装座223中，该压盖221能与该向心关节轴承3的外圈端面轴向适配盖接，通过该螺栓222将压盖221固定于安装座223上端面并将向心关节轴承3的外圈固定在安装座223中，该靠板201固设在该安装座223的一侧面上。该轴承夹紧装置适用于轴承的轴向游隙测量。

本发明所述的加载控制机构的工作过程如下：

(1)请查阅图5、图6、图12和图13，将被测的向心关节轴承通过轴承夹紧装置锁固并安装于加载控制机构上，按规定的测量力将等效的加载砝码50和重力砝码60放置在两砝码盘40中，手柄91处于中位时，托盘70的上台阶面托起加载砝码50且下台阶面托起砝码盘40，使得加载砝码50不接触砝码盘40且砝码盘40被托浮即不加载；

(2)请查阅图9和图14，向右搬动手柄91，滑杆20向左侧滑动，带动第一凸轮21和第二凸轮22左移，左侧托盘上的滚轮80沿第一凸轮21由第一平面211转向第一过渡面212的斜面下行，左侧托盘下行不托浮砝码盘40即砝码盘40挂载；

(3)请查阅图15，左侧托盘继续下行至第一凸轮21的第二平面213，左侧托盘上的加载砝码50由砝码盘40承接而脱离左侧托盘，左侧托盘与加载砝码50及砝码盘40完全脱离，加载砝码50对左侧砝码盘40加载；进而通过左侧水平力臂对向心关节轴承上部施加向下的测量力。

同时，请查阅图16，右侧托盘上的滚轮80沿第二凸轮22由第四平面223转向第二过渡面222的斜面下行至第三平面221，右侧托盘下行不托浮砝码盘40即砝码盘40挂载。放置在砝码盘40层盘的重力砝码60随砝码盘40挂载而加载，此时右侧托盘上加载砝码50未落至砝码盘40上，故其不加载，这样就实现重力砝码的加载，进而通过右侧水平力臂对向心关节轴承的下部施加与重力相当的支撑力。这时，读记千分表读数。

(4)请查阅图11，手柄91搬回中位后向左搬动手柄91，滑杆20向右侧滑动，第一凸轮21和第二凸轮22右移，左侧托盘上的滚轮80沿第一凸轮21的第一平面211滚动，左侧托盘高度不变，左侧托盘仍托起加载砝码50及砝码盘40即不加载。右侧托盘上的滚轮沿第二凸轮22的第四平面223转向第三过渡面224的倾斜面下行至第五平面225，右侧托盘上加载砝码50由砝码盘40承接而脱离托盘，右侧托盘与加载砝码50及砝码盘40完全脱离，加载砝码50及重力砝码60对右侧砝码盘40加载，这样就实现重力砝码60和加载砝码50的同时加载。进而通过右侧水平力臂对向心关节轴承的下部施加向上的测量力和与重力相当的支撑力。这时，读取千分表读数。

手柄91搬回中位，左右侧托盘70上的滚轮分别处于第一平面211和第四平面223上，托盘70托起加载砝码50及砝码盘40，加载砝码50不接触砝码盘40且砝码盘40被托浮即卸载。完成一次测量。

求取前后两侧千分表读数的差值，即为该向心关节轴承的径向或轴向游隙。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：包括用于轴承游隙测量的加载控制机构，该加载控制机构包括机架，机架上设有一安装孔，用于轴承径向游隙测量的轴承夹紧装置和用于轴承轴向游隙测量的轴承夹紧装置均能与该安装孔适配装接，实现轴承径向游隙和轴向游隙的综合测量；

该加载控制机构还包括：

安装在机架上的两水平力臂，该两水平力臂的各一端分别形成一施力点且能形成平行于重力方向的相向力；该安装孔设于该两水平力臂的重力方向之间；

安装在机架上的滑杆、滑座，该滑杆水平横向设置并与该滑座滑动连接，两端分别具有第一凸轮和第二凸轮，该第一凸轮包括自一端始依次连接的第一平面、第一过渡面和第二平面，该第二凸轮包括自另一端始依次连接的第三平面、第二过渡面、第四平面、第三过渡面和第五平面，该第一平面高于第二平面的水平高度且与第四平面的水平高度一致，该第二平面与第五平面的水平高度一致，该第三平面高于第五平面且低于第四平面的水平高度，该第一平面、第二平面、第三平面、第四平面和第五平面均为水平面；

两砝码盘、加载砝码及重力砝码，该两砝码盘分别悬挂在两水平力臂的各另一端且分别位于第一凸轮和第二凸轮的上方，砝码盘的底盘设有通孔，加载砝码能装置于砝码盘的底盘上，其一砝码盘中还设有用于装置重力砝码的层盘；该设有层盘的砝码盘位于第二凸轮的上方；

两托盘、两滚轮，任一砝码盘和滑杆之间设有一托盘和一滚轮，该托盘为台阶盘且下端延伸出一导柱，该导柱的末端与一滚轮连接，该两滚轮分别置于第一凸轮上和第二凸轮上并能沿水平横向滚动，该台阶盘的上台阶面直径小于通孔直径并能活动伸入或伸出该通孔，该台阶盘的下台阶面直径大于砝码盘的底盘直径；及

安装在机架上的手柄机构，该手柄机构连接滑杆，用于带动滑杆水平横向移动；

机架包括一底板和垂直底板连接的立板，该安装孔设在该立板上；

其一水平力臂包括一水平杆，该水平杆的中部与机架转动连接可以形成该水平杆的转动支点，该水平力臂与设有层盘的砝码盘连接，通过砝码盘对该水平力臂的另一端施力，在该水平力臂的一端形成向上的作用力；

另一水平力臂包括第一半臂和第二半臂，该第一半臂和第二半臂的各一端与机架转动连接并形成相互配合的带有啮合齿的齿轮轮廓，通过砝码盘对该水平力臂的另一端施力，在该水平力臂的一端形成向下的作用力。

2.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该轴承夹紧装置上设有一靠板和一凸设于靠板上的安装轴，安装轴的轴向垂直靠板轴承夹紧装置安装于机架时，其安装轴适配穿过该安装孔，靠板抵靠并固定于机架上。

3.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该加载控制机构还包括设于机架上的两高度调节机构，该两高度调节机构分别与两水平力臂连接，用于调节两水平力臂的高度。

4.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该加载控制机构还包括安装在机架上的两导向座，该两托盘的导柱能分别和该两导向座配合并上下滑动。

5.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该第一过渡面、第二过渡面和第三过渡面均为倾斜平面。

6.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该手柄机构包括一手柄、一连接销和一立销，该立销竖直设于机架上，该手柄的中部与该立销转动连接，该手柄的一端通过该连接销与该滑杆转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该手柄的一端设有U型卡槽，该连接销能与该U型卡槽可拆卸转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置，其特征在于：该其一水平力臂为等臂杠杆结构，另一水平力臂的第一半臂和第二半臂的长度相等。

9.根据权利要求1所述的一种轴承综合游隙测量装置：其特征在于：该轴承包括向心关节轴承。