CN109282753A - 一种双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装。双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装包括用于在轴承轴向上向双内圈施加相向的设定预紧载荷的预紧装置，测量工装还包括用于对预紧状态下的双列球轴承进行支撑的支撑架和用于对预紧状态下的轴承进行轴向加载的轴向加载装置，配合使用的支撑架和轴向加载装置中的其中一个与轴承的外圈对应挡止、另一个与轴承的内圈对应挡止，测量工装还包括用于在双列球轴承轴向加载状态时测量轴向变形量的测量装置。通过本发明中测量工装进行轴承轴向变形量的测量，避免了采用人工加载时由于检测人员个体差异导致的各轴承内圈轴向预紧力不一致的情况，使得内圈轴向变形量测量结果更加精确。

Description

一种双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装。
背景技术
微型双内圈双列球轴承作为一种支承刚度强、旋转精度高、抗振性能好的轴承被广泛应用于航空、航海等领域的机构平台中，但是由于其整体尺寸较小，这种轴承在加工、装配、检测过程中均存在一定的技术难题。以对微型双内圈双列球轴承的轴向变形量的检测为例，现有技术中主要通过人工对微型双内圈双列球轴承的外圈进行加载来实现对轴承轴向变形量的检测，加载过程中需要操作人员根据操作经验来控制轴承内圈的预紧力的大小以及轴向的加载载荷的大小，但是受检测人员个体差异的影响，不同的操作人员所施加的作用力会存在不同，即使同一个操作人员，受实际操作情况的影响也不能保证每次施加的作用力均相同，这样的检测方式会造成每次轴承检测时所施加的轴承内圈预紧力以及轴向加载载荷大小的均不同，进而导致测量结果存在一定的波动，不利于轴向变形量的准确测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，用于解决现有技术中采用人工加载的方式对轴承的轴向变形量进行检测时，由于操作人员施加力的不同导致测量结果不准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装采用如下的技术方案：
双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装包括用于在轴承轴向上向双内圈施加相向的设定预紧载荷的预紧装置，测量工装还包括用于对预紧状态下的双列球轴承进行支撑的支撑架和用于对预紧状态下的轴承进行轴向加载的轴向加载装置，配合使用的支撑架和轴向加载装置中的其中一个与轴承的外圈对应挡止、另一个与轴承的内圈对应挡止，测量工装还包括用于在双列球轴承轴向加载状态时测量轴向变形量的测量装置。
有益效果：预紧装置实现了对双内圈双列球轴承的内圈实现设定预紧载荷的预紧加载，支撑架和轴向加载装置中的其中一个与轴承的外圈对应挡止、另一个与轴承的内圈对应挡止实现了对内圈的轴向进行加载，然后通过测量装置对内圈的轴向变形量进行测量，避免了采用人工加载时由于检测人员个体差异导致的各轴承内圈轴向预紧力不一致的情况，使得内圈轴向变形量测量结果更加精确。
进一步的，预紧装置包括用于穿装在双内圈中的加载轴，加载轴上设有挡止结构，预紧装置还包括用于与所述加载轴紧固装配以与所述挡止结构配合夹持双内圈进而向双内圈施加所述设定预紧载荷的锁帽。挡止结构与锁帽的配合使得轴承内圈的预紧简单方便。
进一步的，所述锁帽上设有用于螺纹紧固装配在加载轴上的螺纹连接结构。使得锁帽的调整方便快捷。
进一步的，预紧装置还包括用于驱动锁帽转动以施加所述设定预紧载荷的力矩扳手。利用力矩扳手能够实现锁帽的预紧力的精确加载，使得对各轴承进行预紧时所施加的预紧力均相同。
对上述双内圈双列球轴承的进一步改进，所述预紧装置还包括用于供加载轴插接的固定座，固定座上设有用于在螺纹装配锁帽时限制加载轴转动的止转定位结构。固定座使得锁帽的安装更加方便和快捷，避免了采用手持安装时由于加载轴尺寸较小需要操作人员施加较大的挤压力的情况。
对上述双内圈双列球轴承轴的进一步改进，所述加载轴上设有用于与所述轴向加载装置传动连接的柔性连接件，以使得轴向加载装置对所述轴承的内圈进行轴向加载。使得轴向加载装置只能够进行单向加载。
进一步的，所述轴向加载装置为杠杆机构，所述杠杆机构包括杠杆以及分别固定在杠杆两端的平衡载荷与加载载荷，所述加载轴与杠杆通过所述柔性连接件进行连接并在杠杆的力矩作用下实现内圈的轴向加载。杠杆机构的加载方式简单且方便，通过在杠杆的一端添加加载载荷即可实现对加载轴的牵引，进而实现对双内圈双列球轴承内圈的轴向加载。
优选的，所述柔性连接件为软绳。软绳质地较轻，避免了对测量结果的干扰。
进一步的，所述测量装置为光学比较仪，所述光学比较仪采用点接触的方式放置在锁帽上以对轴承的轴向变形量进行测量。光学比较仪的测量精度较高，能够实现对轴向变形量快速、准确、稳定的测量，采用点接触的方式能够确保测量的稳定性，且重复性较好。
优选的，所述光学比较仪和锁帽中的其中一个上设有接触平面、另一个上设有用于与接触平面形成点接触的接触球面。布置方式简单。
附图说明
图1为本发明双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装的实施例的整体结构示意图；
图2为本发明双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装的实施例的加载轴与锁帽示意图；
图3为本发明双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装的实施例的预紧装置示意图；
图4为图3中A-A处剖面图；
图中：1-平衡载荷，2-铰接轴，3-仪器座，4-轴承外圈，5-平板，6-光学比较仪，7-加载轴，8-锁帽，9-轴承内圈，10-销轴，11-底座，12-杠杆，13-加载载荷，14-钢珠，15-固定座，16-盲孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装的具体实施例：
如图1~2所示，本实施例的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装包括支撑架、预紧装置、轴承加载装置以及测量装置。
支撑架包括底座11和仪器座3，仪器座3上布置有用于放置底座11的台阶孔，台阶孔包括孔径较大的大孔以及孔径较小的小孔，底座11放置在台阶孔的大孔中。底座11上也布置有台阶孔，底座11上的台阶孔与仪器座3上的台阶孔在底座11放置在仪器座3时互相连通，底座11上的台阶孔用于在对轴承内圈9加载时挡止轴承外圈4。
本实施例中轴承加载装置采用杠杆机构。杠杆机构包括杠杆12，杠杆12通过铰接轴2铰接连接在仪器座3上，杠杆12的一端用于添加加载载荷13，杠杆12的另一端布置有平衡载荷1，平衡载荷1用于调节杠杆12以使没有添加加载载荷13的杠杆12处于水平位置。杠杆12的中部布置有穿孔，穿孔用于将杠杆12与加载轴7进行连接。
预紧装置包括加载轴7以及固定在加载轴7一端的锁帽8，锁帽8上设有螺纹连接结构，锁帽通过螺纹连接结构螺纹装配在加载轴上，安装时，锁帽8采用定力矩扳手进行安装。锁帽8上布置有供力矩扳手上对应的圆柱插入以驱动锁帽8旋转的盲孔16，锁帽8上的盲孔16有两个。加载轴7上布置有挡止结构，挡止结构为布置在加载轴7上的一圈凸起。挡止结构与锁帽8的布置使得套在加载轴7上的轴承内圈9能够被紧固夹持在两者之间，实现了对轴承内圈9的预紧固定，并能够对双列球轴承的两个内圈进行固定载荷的预紧。加载轴7上与锁帽8相对的另一端还布置有一个销轴10，销轴10用于悬挂柔性连接件，本实施例中柔性连接件为软绳，本实施例中软绳穿过杠杆上的穿孔并悬挂在加载轴7的销轴10上。
由于锁帽8安装时，需要手持加载轴7的一端将锁帽8固定在加载轴7上，但是由于轴承较小，对应的加载轴7也比较小，固定时操作人员需要施加很大的作用力，这使得安装过程吃力且不便，针对上述锁帽8的安装，本实施例的预紧装置还包括一个专门用于安装锁帽8的固定座，固定座设有用于在螺纹装配锁帽时限制加载轴7转动的止转定位结构，如图3~4所示，本实施例中止转定位结构为设置在固定座15上的长方形孔，加载轴7的一部分插入的长方形孔中，加载轴7上用于插入长方形孔的部分布置有与长方形孔的孔壁相互挡止的挡止面，为了延长固定座15与加载轴7的使用寿命，固定座15与加载轴7均需要经过热处理工艺以提高其耐磨性。
测试装置采用光学比较仪6，该光学比较仪6分辨率为0.0001mm，可以满足万分之一毫米的测量精度要求。光学比较仪6上连接有平板5，平板5的侧面构成接触平面，锁帽8上固定有一个钢珠14，钢珠14构成球体，钢珠14的外表面构成接触球面，锁帽8上设置有圆锥状通孔，钢珠14粘贴在圆锥状通孔内，为了避免对测量结果的影响，钢珠14与加载轴7之间不进行接触。光学测量仪通过平板5放置在钢珠14上，平板5与钢珠14的接触是点接触，这样避免了面接触导致的测量结果不稳定的情况。
下面对双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装的使用作进一步描述，本实施例中测量的双内圈双列球轴承轴整体尺寸为：内径3.2mm，外径6.4mm，内圈宽度2.8mm，外圈宽度5.6mm，该轴承在轴向预紧状态下轴向变形量为0.0015-0.0035mm，轴向的加载力严格控制在3~5N之间。
首先将需要测量的双内圈双列球轴承固定在加载轴7上，然后将加载轴7上布置有挡止面的一端插入固定座15的长方形孔内，然后将力矩扳手上的圆柱插入锁帽8上的盲孔16中，利用力矩扳手将锁帽8旋转固定在加载轴7上，力矩扳手上设置有力矩测量装置，当力矩扳手施加的力矩达到规定的数值后，停止力矩扳手的加载，此时即实现了对轴承内圈9精确预紧力的加载，然后将预紧后的双内圈双列球轴承放置在底座11上的台阶孔中，底座11放置在仪器座3的台阶孔中，加载轴7同时穿过底座11的台阶孔以及仪器座3的台阶孔。利用软绳将加载轴7上的销轴10与杠杆12上的穿孔进行连接，然后通过平衡载荷1将杠杆12调至水平。最后将光学比较仪6通过其一侧的平板5放置在钢球上，并调整光学比较仪6的指针指向某一起始数值，然后多次按压杠杆12来测试杠杆12的可重复性以及光学比较仪6的起始数值的可重复性。加载时，通过在杠杆12上添加相应的加载载荷13，利用杠杆12的力矩作用实现对轴承内圈9的加载。加载载荷13的大小应满足杠杆12向加载轴7上施加的力处于3~5N之间。最后读出施加加载载荷13后光学比较仪6显示的测量数值，测量数值与起始数值差的绝对值即为该测量轴承的轴向变形量。
当需要测量下一个双内圈双列球轴承时，再次利用固定座15将锁帽8进行拆除，更换需要测量的下一个双内圈双列球轴承，重复上述测量步骤进行测量即可。
在其他实施例中，底座可以和仪器座一体化设置。
在其他实施例中，加载轴与杠杆的连接可以采用其他的连接方式，例如采用挂钩。
在其他实施例中，固定座上的长方形孔可以直接布置在支撑架上。

Claims (10)

1.双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：包括用于在轴承轴向上向双内圈施加相向的设定预紧载荷的预紧装置，测量工装还包括用于对预紧状态下的双列球轴承进行支撑的支撑架和用于对预紧状态下的轴承进行轴向加载的轴向加载装置，配合使用的支撑架和轴向加载装置中的其中一个与轴承的外圈对应挡止、另一个与轴承的内圈对应挡止，测量工装还包括用于在双列球轴承轴向加载状态时测量轴向变形量的测量装置。
2.根据权利要求1所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：预紧装置包括用于穿装在双内圈中的加载轴，加载轴上设有挡止结构，预紧装置还包括用于与所述加载轴紧固装配以与所述挡止结构配合夹持双内圈进而向双内圈施加所述设定预紧载荷的锁帽。
3.根据权利要求2所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述锁帽上设有用于螺纹紧固装配在加载轴上的螺纹连接结构。
4.根据权利要求3所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：预紧装置还包括用于驱动锁帽转动以施加所述设定预紧载荷的力矩扳手。
5.根据权利要求4所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述预紧装置还包括用于供加载轴插接的固定座，固定座上设有用于在螺纹装配锁帽时限制加载轴转动的止转定位结构。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述加载轴上设有用于与所述轴向加载装置传动连接的柔性连接件，以使得轴向加载装置对所述轴承的内圈进行轴向加载。
7.根据权利要求6所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述轴向加载装置为杠杆机构，所述杠杆机构包括杠杆以及分别固定在杠杆两端的平衡载荷与加载载荷，所述加载轴与杠杆通过所述柔性连接件进行连接并在杠杆的力矩作用下实现内圈的轴向加载。
8.根据权利要求7所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述柔性连接件为软绳。
9.根据权利要求2-5中任意一项所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述测量装置为光学比较仪，所述光学比较仪采用点接触的方式放置在锁帽上以对轴承的轴向变形量进行测量。
10.根据权利要求9所述的双内圈双列球轴承轴向变形量测量工装，其特征在于：所述光学比较仪和锁帽中的其中一个上设有接触平面、另一个上设有用于与接触平面形成点接触的接触球面。
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