CN109916359B

CN109916359B - 一种轴承轴向游隙的测量装置

Info

Publication number: CN109916359B
Application number: CN201910293726.1A
Authority: CN
Inventors: 徐旭松; 叶超; 朱敏浩; 许孟然; 刘梦; 刘健; 许琦炀; 曹清林
Original assignee: Jiangsu University of Technology
Current assignee: Jiangsu University of Technology
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: CN109916359A

Abstract

本发明为一种轴承轴向游隙的测量装置，包括基座，所述基座上设有用于夹持轴承夹持装置和与所述夹持装置垂直的检测机构；所述检测机构包括活动测量盘和固定测量盘，所述固定测量盘和所述活动测量盘上均间隔设有接触头和测量头，所述活动测量盘活动设置在所述基座上，所述固定测量盘固定在所述基座上，所述固定测量盘和所述活动测量盘相对设置。本装置简单，成本低，且操作简便，通俗易懂，操作员可以很快的进入测量操作，利用气缸卡爪可以方便轴承的装夹和拆卸，大大缩短了测量时间，提高了效率。

Description

一种轴承轴向游隙的测量装置

技术领域

本发明属于量具领域，尤其涉及轴承游隙测量领域。

背景技术

轴承游隙是影响轴承工作性能最重要的因素之一，轴承游隙过大，会大大降低轴承的使用寿命；游隙过小，会加大内外圈的摩擦，使得轴承在工作状态产生噪声和发热，影响其工作性能。通常轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙，径向游隙是轴承内外圈在径向的偏移量，轴向游隙是内外圈沿着轴向的偏移量。中大型轴承的公称外径尺寸必须大于120mm，目前现有技术中，对轴承径向游隙的测量占大部分，轴向游隙的测量虽正在发展，但是也存在一定的缺陷和不足。传统人工方式测量轴向游隙，不仅大大增加了测量时间，而且测量精度得不到保证，效率低下。而现有自动测量轴向游隙的方法，虽然能实现快速检测，但成本较高，且装置复杂，操作员需要花一定量的时间去熟悉如何操作，另外轴承装夹紧固和拆卸不便，影响检测的效率。

发明内容

本发明为了解决轴承轴向游隙测量精度低和测量时间长的问题，本发明提供一种轴承轴向游隙的测量装置，包括基座，所述基座上设有夹持装置和检测机构；所述夹持装置通过滑杆滑动设置在所述基座上，所述检测机构包括活动测量盘和固定测量盘，所述滑杆的滑动方向与所述活动测量盘的移动方向一致；所述滑杆上滑动设有滑块，所述夹持装置包括设置在所述滑块上的气缸和设置在所述气缸的座体上的支架，所述支架上设有一对卡爪，所述卡爪一端通过销轴铰接设置在所述支架上，所述气缸的活塞穿过所述支架与安装板连接，所述安装板设有连杆，所述连杆一端与安装板铰接，另一端与所述卡爪铰接，所述固定测量盘和所述活动测量盘相对设置在所述夹持装置的两侧，所述固定测量盘和所述活动测量盘上均间隔设有接触头和测量头，所述测量头包括底板和顶块，所述顶块通过弹簧与所述底板连接，所述底板上还设有压力传感器，所述弹簧一端设置在所述压力传感器的受力面，所述固定测量盘固定在所述基座上，所述活动测量盘活动设置在所述基座上，所述接触头包括底座和顶杆，所述顶杆设置在所述底座上，所述基座上设有滑槽，所述活动测量盘通过活动座滑动设置在所述滑槽内，所述活动座上还设有用于驱动所述活动测量盘靠近或远离所述固定测量盘移动的驱动机构，所述驱动机构为手轮；测量时，分别记录第一个极限位置和第二个极限位置的压力传感器的数据，再利用弹簧的胡克定律，弹簧的原长和弹性系数已知，即可计算出两个极限位置的轴承轴向游隙，两个轴向游隙之和即为待测的轴承轴向游隙。

进一步地，所述手轮转动设置在所述活动座上，所述手轮与螺纹杆固定连接，所述活动座上还固定有套管，套管内设有螺纹管，所述螺纹杆伸入套管内与所述螺纹管配合，所述螺纹管一端延伸至所述套管外部并与所述活动测量盘固定，所述套管上开设有限位槽，所述螺纹管上设有与限位槽配合的插销。

作为优选，所述活动测量盘和所述固定测量盘上均设有导向槽，所述导向槽内转动设有丝杆，所述接触头和所述测量头均与所述丝杆螺纹连接，并设置在所述导向槽内，所述丝杆与电机连接。所述丝杆转动，由于限位块的限制，接触头和测量头只可以直线运动。

进一步地，所述底板滑动设置在所述导向槽内，所述底板与所述丝杆螺纹连接。所述压力传感器将弹簧受压的力显示出来，从而测量人员可以计算出位移量。

作为优选，所述底座与所述丝杆螺纹连接。所述底座上设有螺纹孔，丝杆穿过螺纹孔驱动接触头运动。

进一步地，所述测量头和所述接触头上均设有限位块，所述导向槽形状与所述限位块形状相对应。所述限位块防止所述测量头和接触头在所述导向槽内转动，限制了所述测量头和接触头的运动方向，使接触头和测量头只可以在导向槽内直线运动。

有益效果：本发明是一种中大型轴承轴向游隙的检测机构，它摆脱了传统测量方式的桎梏，利用手轮摇杆送进伸缩杆和侧板在滑动槽中的移动来测量游隙，同时在侧板凸台上和伸缩杆的底板上都有数据接收的测量头，不仅缩短了测量的时间，而且通过传感器得出的数据精度得到大大的提高，从而解决了精度低的这一问题。同时装置简单，成本低，且操作简便，通俗易懂，操作员可以很快的进入测量操作，利用气缸卡爪可以方便轴承的装夹和拆卸，大大缩短了测量时间，提高了效率。数据的处理利用弹簧的胡克定律，弹簧的原长和弹性系数都已知，通过伸长量即可得轴承的游隙值，精度高且方法简单，通用性高，可适用于不同类型的中大型轴承。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明测量盘结构示意图；

图3为本发明测量盘装配示意图；

图4为本发明测量头结构示意图；

图5为本发明接触头结构示意图；

图6为本发明夹持装置示意图；

图7为本发明驱动机构装配图；

图8为本发明驱动机构内部结构图；

1、基座；2、滑杆；3、滑块；4、滑槽；5、手轮；6、活动座；7、气缸；8、卡爪；9、活动测量盘；10、导向槽；11、丝杆；12、测量头；13、接触头；14、顶块；15、弹簧；16、底板；17、支架；18、安装板；19、连杆；20、限位块；21、固定测量盘；23、螺纹杆；24、套管；25、螺纹管；26、限位槽；27、插销；28、底座；29、顶杆。

具体实施方式

如图1所示，一种轴承轴向游隙的测量装置，包括基座1，所述基座1上设有用于夹持轴承夹持装置和检测机构；所述检测机构包括活动测量盘9和固定测量盘21，所述固定测量盘21和所述活动测量盘9上均间隔设有接触头13和测量头12。所述活动测量盘9活动设置在所述基座1上，所述固定测量盘21固定在所述基座1上。所述基座1上设有滑槽4，所述活动测量盘9通过活动座6滑动设置在所述滑槽4内，所述活动座6上还设有用于驱动所述活动测量盘9靠近或远离所述固定测量盘21移动的手轮5，所述手轮5转动设置在所述活动座6上，所述手轮5与螺纹杆23固定连接，所述活动座6上还固定有套管24，套管24内设有螺纹管25，所述螺纹杆23伸入套管24内与所述螺纹管25配合，所述螺纹管25一端延伸至所述套管24外部并与所述活动测量盘9固定，所述套管24上开设有限位槽26，所述螺纹管25上设有与限位槽26配合的插销27。

所述滑杆2上滑动设有滑块3，所述夹持装置通过滑杆2滑动设置在所述滑槽4内，所述滑杆2上滑动设有滑块3，所述滑杆2的滑动方向与所述活动测量盘9移动方向一致。所述夹持装置包括设置在所述滑块3上的气缸7和设置在所述气缸7上的支架17，所述支架17上设有一对卡爪8，所述卡爪8一端通过销轴铰接设置在所述支架17上，所述气缸7的活塞穿过所述支架17与安装板18连接，所述气缸7用于驱动所述卡爪8开合，所述安装板18设有连杆19，所述连杆19一端与安装板18铰接，另一端与所述卡爪8铰接。所述活动测量盘9和所述固定测量盘21上均设有导向槽10，所述导向槽10内转动设有丝杆11，所述接触头13和所述测量头12均与所述丝杆11螺纹连接，并设置在所述导向槽10内，所述丝杆11与电机连接，电机驱动丝杆11转动，从而带动接触头13和测量头12直线运动（限位块20限制了接触头13和测量头12转动）。所述测量头12包括底板16和顶块14，所述顶块14通过弹簧15与所述底板16连接，所述底板16上还设有压力传感器，所述弹簧15一端设置在所述压力传感器的受力面，压力传感器测量弹簧受压的力度，然后根据胡克定律计算出位移的量，所述底板16滑动设置在所述导向槽10内，所述底板16与所述丝杆11螺纹连接。所述接触头13包括底座28和顶杆29，所述顶杆29设置在所述底座28上，所述底座28与所述丝杆11螺纹连接。所述底板16和所述底座28上均设有限位块20，所述导向槽10形状与所述限位块20形状相对应。限位块20限制了接触头13和测量头12在导向槽10内转动，只允许接触头13和测量头12直线运动。

工作原理：移动滑块3，对准所需要测量的轴承，打开气缸7，卡爪8将轴承外圈夹住，轴承固定好后，移动滑杆2，将轴承内圈对准基座1上的固定测量盘21（保持滑杆2不动），启动电机，调整测量头12的位置，将固定测量盘21上的三个测量头12轻轻顶住轴承内圈，接触头13保持在最初位置（不与轴承接触），然后摇动手轮5，螺纹杆23和螺纹管25配合运动，由于插销27在套管24的限位槽26内，限制了螺纹管25左右转动，即螺纹管25只可以在螺纹杆23上前后移动，从而驱动活动测量盘9移动，将接触头13顶住轴承另一侧内圈，轻轻摇动手轮5，当手轮5无法摇动时，读取压力传感器示数，将手轮5反摇，此时完成一个极限位置的测量；将固定测量盘21上的接触头13顶住轴承内圈，将测量头12退回初始位置（不接触轴承），摇动手轮5，将活动测量盘9上的接触头13退回初始位置（不接触轴承），测量头12顶住轴承内圈，保持手轮5不动，匀速滑动滑杆2，直到无法推动滑杆2，读取压力传感器上的示数，然后将滑杆2退回，测量结束。

数据处理：将第一个极限位置测出的游隙值记为

，力传感器所得数据为

，第二个极限位置测出的游隙值记为

，力传感器所得数据为

，弹簧15的弹性系数k和原长l已知，根据公式可得：

——轴承的轴向游隙。

Claims

1.一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）上设有夹持装置和检测机构；所述夹持装置通过滑杆(2)滑动设置在所述基座(1)上，所述检测机构包括活动测量盘（9）和固定测量盘（21），所述滑杆(2)的滑动方向与所述活动测量盘(9)的移动方向一致；所述滑杆(2)上滑动设有滑块(3)，所述夹持装置包括设置在所述滑块(3)上的气缸(7)和设置在所述气缸(7)的座体上的支架(17)，所述支架(17)上设有一对卡爪(8)，所述卡爪(8)一端通过销轴铰接设置在所述支架(17)上，所述气缸(7)的活塞穿过所述支架(17)与安装板(18)连接，所述安装板(18)设有连杆(19)，所述连杆(19)一端与安装板(18)铰接，另一端与所述卡爪(8)铰接，所述固定测量盘（21）和所述活动测量盘（9）相对设置在所述夹持装置的两侧，所述固定测量盘（21）和所述活动测量盘（9）上均间隔设有接触头（13）和测量头（12），所述测量头（12）包括底板（16）和顶块（14），所述顶块（14）通过弹簧（15）与所述底板（16）连接，所述底板（16）上还设有压力传感器，所述弹簧（15）一端设置在所述压力传感器的受力面，所述固定测量盘（21）固定在所述基座（1）上，所述活动测量盘（9）活动设置在所述基座（1）上，所述接触头（13）包括底座（28）和顶杆（29），所述顶杆（29）设置在所述底座（28）上，所述基座(1)上设有滑槽(4)，所述活动测量盘(9)通过活动座(6)滑动设置在所述滑槽(4)内，所述活动座(6)上还设有用于驱动所述活动测量盘(9)靠近或远离所述固定测量盘(21)移动的驱动机构，所述驱动机构为手轮(5)；测量时，分别记录第一个极限位置和第二个极限位置的压力传感器的数据，再利用弹簧（15）的胡克定律，弹簧（15）的原长和弹性系数已知，即可计算出两个极限位置的轴承轴向游隙，两个轴向游隙之和即为待测的轴承轴向游隙。

2.根据权利要求1所述的一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：所述手轮（5）转动设置在所述活动座（6）上，所述手轮（5）与螺纹杆（23）固定连接，所述活动座（6）上还固定有套管（24），套管（24）内设有螺纹管（25），所述螺纹杆（23）伸入套管（24）内与所述螺纹管（25）配合，所述螺纹管（25）一端延伸至所述套管（24）外部并与所述活动测量盘（9）固定，所述套管（24）上开设有限位槽（26），所述螺纹管（25）上设有与限位槽（26）配合的插销（27）。

3.根据权利要求1所述的一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：所述活动测量盘（9）和所述固定测量盘（21）上均设有导向槽（10），所述导向槽（10）内转动设有丝杆（11），所述接触头（13）和所述测量头（12）均与所述丝杆（11）螺纹连接，并滑动设置在所述导向槽（10）内，所述丝杆（11）与电机连接。

4.根据权利要求3所述的一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：所述底板（16）滑动设置在所述导向槽（10）内，所述底板（16）与所述丝杆（11）螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：所述底座（28）与所述丝杆（11）螺纹连接。

6.根据权利要求3所述的一种轴承轴向游隙的测量装置，其特征在于：所述测量头（12）和所述接触头（13）上均设有限位块（20），所述导向槽（10）形状与所述限位块（20）形状相对应。