CN109974650B - 平面推力轴承保持架游隙检测装置和方法 - Google Patents

平面推力轴承保持架游隙检测装置和方法 Download PDF

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Abstract

平面推力轴承保持架游隙检测装置，包括定位机构和检测机构；定位机构旋转台和升降夹紧机构，升降夹紧机构上端从旋转台内露出，旋转台通过旋转驱动机构驱动旋转；升降夹紧机构夹紧底座，夹紧底座内套设有弹性升降台，弹性升降台内套设有推球机构，弹性升降台下端连接有第一升降气缸；推球机构包括工件定位台以及推球杆，工件定位台上沿周向均匀设有4个对应滚珠的顶球块，工件定位台的直径比平面推力轴承保持架直径小2～4mm；推球杆下端与第二升降气缸连接；检测机构包括升降板以及固定在升降板上的4个位移传感器，4个位移传感器对应4个顶球块设置，升降板与其上方的第三升降气缸连接。该装置操作简单，检测效率高，检测精度高。

Description

平面推力轴承保持架游隙检测装置和方法
技术领域
本发明涉及平面推力轴承检测技术，具体涉及一种平面推力轴承保持架游隙检测装置，以及使用该检测装置对平面推力轴承保持架游隙进行检测的方法。
背景技术
平面推力轴承是汽车ABS防抱死系统中的一个常用零件，其保持架很大程度上决定了轴承的性能。平面推力轴承保持架，作为汽车平面推力轴承的一个基础零件，平面推力轴承保持架游隙对轴承的动态性能(噪声，振动和摩擦)和旋转精度，使用寿命(磨损与疲劳)的承载能力都有很大影响。因此，平面推力轴承保持架游隙的大小既须保证轴承可以灵活无阻滞地平稳运转，也要保证轴承的轴线没有显著沉降，同时要求能够承担载荷的滚动体的数目尽可能多。
平面推力轴承包括平面推力轴承保持架和设置在平面推力轴承保持架上的滚珠。(多数型号的平面推力轴承保持架内设有8个滚珠)
目前，相关企业对平面推力轴承保持架游隙的检测主要通过人工操作百分表完成，具体是：先将百分表的表杆底部压住待测滚珠，使滚珠处于最低位置，读取百分表的表针指示值，然后利用一个杠杆从滚珠底部向上顶住待测滚珠，使待测滚珠处于最高位置，再读取百分表的表针指示值，最后用第二次读取的表针指示值减去第一次读取的表针指示值，即得到待测平面推力轴承保持架的游隙值。一方面，百分表精确度有限，人工读数误差无法避免，另一方面，检测时，由于百分表的触针和滚珠都十分光滑，在检测时极易出现滑动，从而导致两次测量触针接触的是滚珠上两个不同高度的点，以上两方面均会对最后的检测结果产生较大的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平面推力轴承保持架游隙检测装置，该装置操作简单，检测效率高，检测精度高。对应的，本发明还提供了使用本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置对平面推力轴承保持架游隙进行检测的方法，该方法检测精度高，检测步骤简单，检测过程时间短。
对于装置而言，本发明的技术方案是：平面推力轴承保持架游隙检测装置，包括定位机构和检测机构；所述定位机构包括旋转台和同心设置在旋转台内的升降夹紧机构，所述升降夹紧机构上端从旋转台内露出，所述旋转台通过圆环导轨与底座连接；所述旋转台与旋转驱动机构传动连接；所述升降夹紧机构包括与旋转台固定连接的夹紧底座，所述夹紧底座内部设有锥形通道，夹紧底座内设有与锥形通道配合的弹性升降台，所述弹性升降台内部设有上大下小的阶梯通道，弹性升降台内设有与阶梯通道配合的推球机构，所述弹性升降台下端设有活动板，活动板与设于其下方的第一升降气缸连接；所述推球机构包括圆形的工件定位台以及与工件定位台下端连接的推球杆，所述工件定位台上沿周向均匀设有4个与滚珠对应的顶球块，所述工件定位台的直径比平面推力轴承保持架直径小2～4mm；所述推球杆下端与第二升降气缸连接，所述第二升降气缸设置在活动板上；所述检测机构包括升降板以及4个固定在升降板上的与所述4个顶球块对应设置的位移传感器，所述升降板与设于其上方的第三升降气缸连接。
与现有技术相比，本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置实现了平面推力轴承保持架游隙的自动化检测，一方面，本发明无需人工读数，有效地避免了读数误差的情况，另一方面，本发明通过旋转平面推力轴承保持架的方式调整位移感应器与滚珠之间的相对位置，从而相较于人工用百分表检测的方式，本发明显著地提高了检测精确度；此外，本发明的检测装置操作简单，实用性强。
作为优化，所述旋转驱动机构包括伺服电机，伺服电机的输出轴上设有同步带轮；对应的，所述旋转台上设有传动齿；同步带轮与旋转台通过同步带连接(传动带的带齿与旋转台上的传动齿啮合)。同步带传动可以保证精确的传动比，且伺服电机安装方便，运转精度高，低速运行平稳，振动小，可以进一步减小检测误差。
进一步优化，所述旋转台与同步带轮的传动比为1：3～1：5。该传动比配合伺服电机优秀的起停和反转响应，从而进一步保证装置的检测精确度。
作为优化，所述锥形通道的锥度为1：4～1：6。发明人发现，该区间范围的锥度既可以保证夹紧底座对弹性升降台具有较好的支撑作用，保证两者配合的稳定性，又可以使弹性升降台易于下降，弹性升降台通过来自锥形通道的挤压作用产生形变，并有效地夹紧并固定平面推力轴承保持架。
作为优化，所述弹性升降台为异戊橡胶材质。此时，弹性升降台具有良好的弹性和耐磨性，优良的耐热性和较好的化学稳定性，同时异戊橡胶易于加工；此外，采用异戊橡胶制成的弹性升降台容易产生较大的弹性形变，从而可以较牢固地夹紧平面推力轴承保持架。
作为优化，所述弹性升降台中部加工有向内凹的阶梯。设置向内凹的阶梯可以大幅降低弹性升降台与夹紧底座的接触面积，从而减小弹性升降台升降过程中的摩擦力，升降行程受弹性升降台弹性形变的影响小，进而具有进一步提高检测精度的作用。进一步，所述阶梯的深度为2～6mm；所述阶梯的长度为60～80mm。
作为优化，所述检测装置还包括控制器和与控制器连接的触摸显示器；所述控制器还分别与伺服电机、第一升降气缸、第二升降气缸、第三升降气缸、位移传感器电性连接。该结构免去了现场接线、调试的步骤，同时可以直接通过触摸显示器对控制器下达工作指令，并显示输出检测结果，使用起来非常方便。
作为优化，所述第一升降气缸上设有数根与所述活动板滑动配合的导向杆。导向杆使活动板的升降更加平稳，进一步保证检测精度。
对于检测方法而言，本发明的方案是：使用前述本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置对平面推力轴承保持架游隙进行检测的方法，包括以下步骤：1.将平面推力轴承保持架置于工件定位台上，使4个顶球块与平面推力轴承保持架内的其中4个滚珠相抵；2.首先控制弹性升降台下移使其夹紧平面推力轴承保持架，然后控制推球机构下移，使滚珠失去顶球块的支撑；3.控制升降板下移使位移传感器的探头与滚珠接触4.由伺服电机通过同步带带动旋转台转动，进而带动平面推力轴承保持架转动，旋转台转动2～3圈后停止，记录本步骤中探头产生的最大位移，最大位移为探头与滚珠最高点接触时所得；5.控制推球机构上升从而竖直向上推动滚珠，直至滚珠移动至最高位置，然后重复步骤4；6.将步骤5记录的最大位移与步骤4记录的最大位移做差，得到平面推力轴承保持架的游隙值。
本发明的检测方法大幅提高了平面推力轴承保持架游隙的检测精度，同时简化检测过程，缩短检测时间，有效地提高了检测效率。
附图说明
图1是本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置的结构示意图；
图2是本发明的固定机构的结构示意图；
图3是本发明的夹紧底座的结构示意图；
图4是本发明的弹性升降台的结构示意图；
图5是本发明的检测机构的结构示意图；
图6是图1中A圆内部分的放大示意图；
图7是本发明装置的电路连接示意图。
附图中的标记为：1-定位机构；11-旋转台；12-升降夹紧机构；121-夹紧底座；1211-锥形通道；122-弹性升降台；1221-阶梯通道；1222-阶梯面；123-第一升降气缸；124-活动板；125-导向杆；13-旋转驱动机构；131-同步带；132-伺服电机；133-同步带轮；14-推球机构；141-工件定位台；142-推球杆；143-第二升降气缸；144-顶球块；2-检测机构；21-升降板；22-位移传感器；23-第三升降气缸；3-圆环导轨；4-底座；5-控制器；6-触摸显示器；7-平面推力轴承保持架；8-滚珠。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
如图1-7所示，本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置包括定位机构1和检测机构2；所述定位机构1包括旋转台11和同心设置在旋转台11内的升降夹紧机构12，所述升降夹紧机构12上端从旋转台11内露出，所述旋转台11通过圆环导轨3与底座4连接；所述旋转台11与旋转驱动机构13传动连接；所述升降夹紧机构12包括与旋转台11固定连接的夹紧底座121，所述夹紧底座121内部设有锥形通道1211，夹紧底座121内设有与锥形通道1211配合的弹性升降台122，所述弹性升降台122内部设有上大下小的阶梯通道1221，弹性升降台122内设有与阶梯通道1221配合的推球机构14，所述弹性升降台122下端设有活动板124，活动板124与设于其下方的第一升降气缸123连接；所述推球机构14包括圆形的工件定位台141以及与工件定位台141下端连接的推球杆142，所述工件定位台141上沿周向均匀设有4个与滚珠8对应的顶球块144，所述工件定位台141的直径比平面推力轴承保持架7直径小2～4mm；所述推球杆142下端与第二升降气缸143连接，所述第二升降气缸143设置在活动板124上；所述检测机构2包括升降板21以及4个固定在升降板21上的与所述4个顶球块144对应设置的位移传感器22，所述升降板21与设于其上方的第三升降气缸23连接。
所述旋转驱动机构13包括伺服电机132，伺服电机132的输出轴上设有同步带轮133；对应的，所述旋转台11上设有传动齿；同步带轮133与旋转台11通过同步带131连接。同步带传动可以保证精确的传动比，且伺服电机132安装方便，运转精度高，低速运行平稳，振动小，可以进一步减小检测误差。
所述旋转台11与同步带轮133的传动比可以是1：3～1：5。该传动比配合伺服电机132优秀的起停和反转响应，从而进一步保证装置的检测精确度。
所述锥形通道1211的锥度可以是1：4～1：6。发明人发现，该区间范围的锥度既可以保证夹紧底座121对弹性升降台122具有较好的支撑作用，保证两者配合的稳定性，又可以使弹性升降台122易于下降，弹性升降台122通过来自锥形通道1211的挤压作用产生形变，并有效地夹紧并固定平面推力轴承保持架7。
所述弹性升降台122可以是异戊橡胶材质。此时，弹性升降台具有良好的弹性和耐磨性，优良的耐热性和较好的化学稳定性，同时异戊橡胶易于加工；此外，采用异戊橡胶制成的弹性升降台122容易产生较大的弹性形变，从而可以较牢固地夹紧平面推力轴承保持架7。
所述弹性升降台122中部可以加工有向内凹的阶梯1222。设置向内凹的阶梯1222可以大幅降低弹性升降台122与夹紧底座121的接触面积，从而减小弹性升降台122升降过程中的摩擦力，升降行程受弹性升降台122弹性形变的影响小，进而具有进一步提高检测精度的作用。进一步，所述阶梯1222的深度可以为2～6mm；所述阶梯1222的长度可以为60～80mm。
所述检测装置还包括控制器5和与控制器5连接的触摸显示器6；所述控制器5还分别与伺服电机132、第一升降气缸123、第二升降气缸143、第三升降气缸23、位移传感器22电性连接。该结构免去了现场接线、调试的步骤，同时可以直接通过触摸显示器6对控制器5下达工作指令，并显示输出检测结果，使用起来非常方便。
所述第一升降气缸123上设有数根与所述活动板124滑动配合的导向杆125。导向杆125使活动板124的升降更加平稳，进一步保证检测精度。
使用上述本发明的平面推力轴承保持架游隙检测装置对平面推力轴承保持架游隙进行检测的方法，包括以下步骤：
1.将平面推力轴承保持架7置于工件定位台141上，使4个顶球块144与平面推力轴承保持架7内的其中4个滚珠8相抵；
2.首先控制弹性升降台122下移使其夹紧平面推力轴承保持架7，然后控制推球机构14下移，使滚珠8失去顶球块144的支撑；
3.控制升降板21下移使位移传感器22的探头与滚珠8接触；
4.由伺服电机132通过同步带131带动旋转台11转动，进而带动平面推力轴承保持架7转动，旋转台11转动2～3圈后停止，记录本步骤中探头产生的最大位移；
5.控制推球机构14上升从而竖直向上推动滚珠8，直至滚珠8移动至最高位置，然后重复步骤4；
6.将步骤5记录的最大位移与步骤4记录的最大位移做差，得到平面推力轴承保持架7的游隙值。计步骤4记录的最大位移为Xmax，步骤5记录的最大位移Ymax，游隙值＝Ymax-Xmax。
本发明的检测方法大幅提高了平面推力轴承保持架游隙的检测精度，同时简化检测过程，缩短检测时间，有效地提高了检测效率。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：包括定位机构(1)和检测机构(2)；所述定位机构(1)包括旋转台(11)和同心设置在旋转台(11)内的升降夹紧机构(12)，所述升降夹紧机构(12)上端从旋转台(11)内露出，所述旋转台(11)通过圆环导轨(3)与底座(4)连接；所述旋转台(11)与旋转驱动机构(13)传动连接；
所述升降夹紧机构(12)包括与旋转台(11)固定连接的夹紧底座(121)，所述夹紧底座(121)内部设有锥形通道(1211)，夹紧底座(121)内设有与锥形通道(1211)配合的弹性升降台(122)，所述弹性升降台(122)内部设有上大下小的阶梯通道(1221)，弹性升降台(122)内设有与阶梯通道(1221)配合的推球机构(14)，所述弹性升降台(122)下端设有活动板(124)，活动板(124)与设于其下方的第一升降气缸(123)连接；
所述推球机构(14)包括圆形的工件定位台(141)以及与工件定位台(141)下端连接的推球杆(142)，所述工件定位台(141)上沿周向均匀设有4个与滚珠(8)对应的顶球块(144)，所述工件定位台(141)的直径比平面推力轴承保持架(7)直径小2～4mm；所述推球杆(142)下端与第二升降气缸(143)连接，所述第二升降气缸(143)设置在活动板(124)上；
所述检测机构(2)包括升降板(21)以及4个固定在升降板(21)上的与所述4个顶球块(144)对应设置的位移传感器(22)，所述升降板(21)与设于其上方的第三升降气缸(23)连接。
2.根据权利要求1所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述旋转驱动机构(13)包括伺服电机(132)，伺服电机(132)的输出轴上设有同步带轮(133)；对应的，所述旋转台(11)上设有传动齿；同步带轮(133)与旋转台(11)通过同步带(131)连接。
3.根据权利要求2所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述旋转台(11)与同步带轮(133)的传动比为1：3～1：5。
4.据权利要求1所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述锥形通道(1211)的锥度为1：4～1：6。
5.据权利要求1所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述弹性升降台(122)为异戊橡胶材质。
6.据权利要求1所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述弹性升降台(122)中部加工有向内凹的阶梯(1222)。
7.据权利要求6所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述阶梯(1222)的深度为2～6mm；所述阶梯(1222)的长度为60～80mm。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：还包括控制器(5)和与控制器(5)连接的触摸显示器(6)；所述控制器(5)还分别与伺服电机(132)、第一升降气缸(123)、第二升降气缸(143)、第三升降气缸(23)、位移传感器(22)电性连接。
9.根据权利要求1至7任一权利要求所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置，其特征在于：所述第一升降气缸(123)上设有数根与所述活动板(124)滑动配合的导向杆(125)。
10.使用权利要求1-9任一权利要求所述的平面推力轴承保持架游隙检测装置对平面推力轴承保持架游隙进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.将平面推力轴承保持架(7)置于工件定位台(141)上，使4个顶球块(144)与平面推力轴承保持架(7)内的其中4个滚珠(8)相抵；
2.首先控制弹性升降台(122)下移使其夹紧平面推力轴承保持架(7)，然后控制推球机构(14)下移，使滚珠(8)失去顶球块(144)的支撑；
3.控制升降板(21)下移使位移传感器(22)的探头与滚珠(8)接触；
4.由伺服电机(132)通过同步带(131)带动旋转台(11)转动，进而带动平面推力轴承保持架(7)转动，旋转台(11)转动2～3圈后停止，记录本步骤中探头产生的最大位移；
5.控制推球机构(14)上升从而竖直向上推动滚珠(8)，直至滚珠(8)移动至最高位置，然后重复步骤4；
6.将步骤5记录的最大位移与步骤4记录的最大位移做差，得到平面推力轴承保持架(7)的游隙值。
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