CN109975023B - 用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承组装检测技术领域，尤其涉及用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置,解决了现有圆锥滚子轴承组装无径向和/或轴向刚度检测、安装设备的技术问题，包括底板和控制终端，所述底板的表面分别固定安装有辅助装置和磁性表座，底板上固定安装有四根支柱，所述支柱的上端固定有调节装置，通过该装置实现圆锥滚子轴承径向、轴向刚度变化量的测量，即获取被测轴承径向和轴向下沉高度与施加压力的对应曲线图。该刚度变化量的差异化直接影响轴承安装时游隙精度的控制，包括主机客户在轴承安装时最佳锁紧力的选取，确保轴承安装质量，有效提升轴承最终使用寿命。

Description

用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置

技术领域

本发明涉及轴承组装检测技术领域，尤其涉及用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置。

背景技术

轴承安装时，若锁紧力过大(外圈和内圈将滚子压得太紧)，则摩擦启动力矩大，且高度变化量过大导致轴承安装轴向游隙急剧减小，从而出现轴承抱死而早期失效现象；若锁紧力过小(太松)，则高度变化量不足使轴承套圈与滚子存在接触不到现象，出现承载力不足而轴承早期剥落失效。

中国专利申请号：CN201820368847.9公开的一种检测水平和硬度的轴承检测装置、CN201420743362.5公开的一种轴承检测仪，该类用于轴承检测均是在装配完成后进行，现有的圆锥滚子轴承对于圆锥滚动轴承装配游隙的判断包括数据测量法、经验判定法和观察滚动体状态法的三种方式，然而上述这几种方法需要长时间的经验积累才能达到，对于客户不同，客户装配轴承水平不一，安装过程中导致的误差也很大，而观察滚动体状态法也需要额外通过减速器等设备，轴承安装过程中可视的情况下才可进行，局限性较大。

目前轴承标准中，圆锥滚子轴承装配高度、套圈内外径尺寸、装配倒角等有规定，包括检验方法，但对轴承径向刚度和/或轴向刚度均未规定，也无较为完善的相关检测装置，个别检测机构仅对轴向刚度测量设备进行了研究，未能完全应用于轴承制造，也无法同时检测径向、轴向刚度变化量，未能为主机客户提供一个动态的安装数据，极易造成客户组装锁紧力选取不当影响轴承使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有圆锥滚子轴承组装没有较为完善检测、安装设备的缺点，而提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，包括底板和控制终端，所述底板的表面分别固定安装有辅助装置和磁性表座，底板上固定安装有四根支柱，所述支柱的上端固定有调节装置，所述调节装置包括手轮、丝杠、减速机和电机，所述丝杠的底部外侧套接有柱状丝杠螺母，所述柱状丝杠螺母的下端面安装有压力传感器，所述压力传感器的触发端固定有施压杆，磁性表座通过支架固定安装有千分表，底板通过辅助装置固定被测轴承。

优选的，所述辅助装置为径向测量机构，包括T字型承压板和带有凹槽的辅座，所述T字型承压板的表面设有与被测轴承内圈配合的凸块，辅座的凹槽与被测轴承外圈基准面接触配合。

优选的，所述辅座通过螺栓固定在底板的表面，且辅座通过T字型承压板嵌套固定有被测轴承，所述T字型承压板的凸块直径与被测轴承的内圈内径相等。

优选的，所述T字型承压板的顶部中间设有定位球，所述施压杆的末端开设有与定位球对应的定位圆槽，所述千分表的触点与T字型承压板的顶部一侧接触。

优选的，所述辅助装置为轴向测量机构，包括两块附板和贯穿于两两附板之间水平方向的受力杆，两个被测轴承的内圈套装于受力杆上。

优选的，所述附板的内部套设有被测轴承，所述受力杆的两端分别延伸至被测轴承的外侧，且受力杆的两端均通过螺帽锁紧固定被测轴承。

优选的，所述施压杆的末端通过螺纹连接有限位板，所述限位板的表面标刻有定中线，且受力杆的中间标刻有与定中线对应的标记，所述千分表的触点与受力杆的两端顶部接触。

优选的，所述电机的输出端与减速机的输入轴一相连接，所述减速机的输出轴与丝杠顶端焊接固定，减速机的输入轴二通过行星齿轮组连接手轮。

优选的，所述控制终端包括型号为S4-400的PLC和显示屏，且PLC分别与电机和压力传感器通信连接。

本发明的有益效果是：

1、通过控制终端驱动电机使施压杆快上快下，并利用手轮使施压杆实现微调，方便对被测轴承进行检测和安装。

2、通过径向测量机构固定圆锥滚子轴承，并利用压力传感器和千分表分别检测被测轴承径向施压力度和被测圆锥滚子轴承径向刚度变化量，从而得到抱死值，得到被测轴承径向刚度与施加压力的曲线图。

3、通过轴向测量机构固定两个圆锥滚子轴承，并利用压力传感器和千分表分别检测被测轴承轴向施压力度和被测圆锥滚子轴承轴向刚度变化量，得到被测轴承轴向刚度与施加压力的曲线图。

综上所述，通过该装置获取该种规格圆锥滚子轴承径向和轴向刚度变化量与施加压力形成的曲线图，利用控制刚度变化量得到的曲线图，为客户提供一个动量安装预紧力，方便客户根据该动量安装载荷调整轴承安装施加的力，从而方便客户通过隔圈和垫片，调整需求安装游隙，保证合理的工作游隙，提升圆锥滚子轴承使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置的结构示意图；

图2为本发明提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置的图1中径向检测结构示意图；

图3为图2中辅助装置局部结构示意图；

图4为本发明提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置的图1中轴向检测结构示意图；

图5为图4中辅助装置局部结构示意图；

图6为图5中局部竖截面结构示意图；

图7为本发明提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置的施压杆俯视结构示意图；

图8为本发明提出的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置的限位板局部竖截面结构示意图。

图中：1手轮、2丝杠、3减速机、4电机、5支柱、6底板、7压力传感器、8千分表、9磁性表座、10辅助装置、11被测轴承、12控制终端、13附板、14受力杆、15T字型承压板、16辅座、17限位板、18施压杆、19底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：参照图1、图2和图3，用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，包括底板6和控制终端12，底板6的表面分别固定安装有辅助装置10和磁性表座9，底板6上固定安装有四根支柱5，支柱5的上端固定有调节装置，调节装置包括手轮1、丝杠2、减速机3和电机4，丝杠2的底部外侧套接有柱状丝杠螺母，柱状丝杠螺母的下端面安装有压力传感器7，压力传感器7的触发端固定有施压杆18，磁性表座9通过支架固定安装有千分表8，底板6通过辅助装置10固定被测轴承11；

辅助装置10为径向测量机构，包括T字型承压板15和带有凹槽的辅座16，T字型承压板15的表面设有与被测轴承11内圈配合的凸块，辅座16的凹槽与被测轴承11外圈基准面配合，辅座16通过螺栓固定在底板6的表面，且辅座16通过T字型承压板15嵌套固定有被测轴承11，T字型承压板15的凸块直径与被测轴承11的内圈内径相等，T字型承压板15的顶部中间设有定位球，施压杆18的末端开设有与定位球对应的定位圆槽，千分表8的触点与T字型承压板15的顶部一侧接触；

辅助装置10为轴向测量机构，包括两块附板13和贯穿于两两附板13之间水平方向的受力杆14，两个被测轴承11的内圈套装于受力杆14上，附板13的内部套设有被测轴承11，受力杆14的两端分别延伸至被测轴承11的外侧，且受力杆14的两端均通过螺帽锁紧固定被测轴承11，施压杆18的末端通过螺纹连接有限位板17，限位板17的表面标刻有定中线，且受力杆14的中间标刻有与定中线对应的标记，千分表8的触点与受力杆14的两端顶部接触；

电机4的输出端与减速机3的输入轴一相连接，减速机3的输出轴与丝杠2顶端焊接固定，减速机3的输入轴二通过行星齿轮组连接手轮1；

控制终端12包括型号为S4-400的PLC和显示屏，且PLC分别与电机4和压力传感器7通信连接。

本实施例中，通过控制终端12内的PLC编程实现对电机4的实施控制，控制电机4驱动输出端的减速机3带动丝杠螺母高速转动，使丝杠2实现在底板6的顶部快上快下，手轮1通过行星齿轮连接丝杠螺母，转动手轮1带动丝杠2实现微调。

进一步的，在底座6的顶部分别安装辅助装置10和磁性表座9，通过辅座16放置被测轴承11，并将T字型承压板15凸台位置装入被测轴承11的内圈，使被测轴承11的内圈和外圈保持平行，驱动丝杠2末端安装的压力传感器7和施压杆18向下传动，并使施压杆18末端定位圆槽与T字型承压板15的定位球对应，通过下压得施压杆18产生反作用力推动压力传感器7产生压力值，通过控制终端12的显示屏显示并记录，利用千分表9调零并持续记录施压杆18施压过程中被测轴承11内圈下沉的高度，从而得到被测轴承11径向下沉高度与施加压力的曲线图。

实施例二：参照图1、图4、图5、图6、图7和图8，用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，包括底板6和控制终端12，底板6的表面分别固定安装有辅助装置10和磁性表座9，底板6上固定安装有四根支柱5，支柱5的上端固定有调节装置，调节装置包括手轮1、丝杠2、减速机3和电机4，丝杠2的底部外侧套接有柱状丝杠螺母，柱状丝杠螺母的下端面安装有压力传感器7，压力传感器7的触发端固定有施压杆18，磁性表座9通过支架固定安装有千分表8，底板6通过辅助装置10固定被测轴承11；

辅助装置10为径向测量机构，包括T字型承压板15和带有凹槽的辅座16，T字型承压板15的表面设有与被测轴承11内圈配合的凸块，辅座16的凹槽与被测轴承11外圈基准面接触配合，辅座16通过螺栓固定在底板6的表面，且辅座16通过T字型承压板15嵌套固定有被测轴承11，T字型承压板15的凸块直径与被测轴承11的内圈内径相等，T字型承压板15的顶部中间设有定位球，施压杆18的末端开设有与定位球对应的定位圆槽，千分表8的触点与T字型承压板15的顶部一侧接触；

辅助装置10为轴向测量机构，包括两块附板13和贯穿于两两附板13之间水平方向的受力杆14，两个被测轴承11的内圈套装于受力杆14上，附板13的内部套设有被测轴承11，受力杆14的两端分别延伸至被测轴承11的外侧，且受力杆14的两端均通过螺帽锁紧固定被测轴承11，施压杆18的末端通过螺纹连接有限位板17，限位板17的表面标刻有定中线，且受力杆14的中间标刻有与定中线对应的标记，千分表8的触点与受力杆14的两端顶部接触；

电机4的输出端与减速机3的输入轴一相连接，减速机3的输出轴与丝杠2顶端焊接固定，减速机3的输入轴二通过行星齿轮组连接手轮1；

控制终端12包括型号为S4-400的PLC和显示屏，且PLC分别与电机4和压力传感器7通信连接。

本实施例中，通过控制终端12内的PLC编程实现对电机4的实施控制，控制电机4驱动输出端的减速机3带动丝杠螺母高速转动，使丝杠2实现在底板6的顶部快上快下，手轮1通过行星齿轮连接丝杠螺母，转动手轮1带动丝杠2实现微调。

进一步的，在底座6的顶部分别安装辅助装置10和两个磁性表座9，在两个附板13的内部均套接被测轴承11，并在被测轴承11的内圈内部套接受力杆14，受力杆14两端通过螺母将被测轴承11锁紧固定，在施压杆18的底部通过螺纹连接限位板17，使限位板17的弧形卡口卡住受力杆14顶部中间，并通过限位板17的定中线和受力杆14的标记进行对中，使实压杆18施加在受力杆14两端附板13上的力度相同，通过下压得施压杆18产生反作用力推动压力传感器7产生压力值，通过控制终端12的显示屏显示并记录，利用千分表9调零并持续记录施压杆18施压过程中受力杆14两端下沉的高度，两端下沉的高度必须一致，从而得到被测轴承11轴向下沉高度与施加压力的曲线图。

综上所述，通过该装置获取该种规格圆锥滚子轴承径向和轴向刚度变化量与施加压力形成的曲线图，利用控制刚度变化量得到的曲线图，为客户提供一个动量安装预紧力，方便客户根据该动量安装载荷调整轴承安装施加的力，从而方便客户通过隔圈和垫片，调整需求安装游隙，保证合理的工作游隙，提升圆锥滚子轴承使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，包括底板（6）和控制终端（12），其特征在于，所述底板（6）的表面分别固定安装有辅助装置（10）和磁性表座（9），底板（6）上固定安装有四根支柱（5），所述支柱（5）的上端固定有调节装置，所述调节装置包括手轮（1）、丝杠（2）、减速机（3）和电机（4），所述丝杠（2）的底部外侧套接有柱状丝杠螺母，所述柱状丝杠螺母的下端面安装有压力传感器（7），所述压力传感器（7）的触发端固定有施压杆（18），磁性表座（9）通过支架固定安装有千分表（8），底板（6）通过辅助装置（10）固定被测轴承（11）；当所述辅助装置（10）为径向测量机构，包括T字型承压板（15）和带有凹槽的辅座（16），所述T字型承压板（15）的表面设有与被测轴承（11）内圈配合的凸块，辅座（16）的凹槽与被测轴承（11）外圈基准面接触配合，所述辅座（16）通过螺栓固定在底板（6）的表面，且辅座（16）通过T字型承压板（15）嵌套固定有被测轴承（11），所述T字型承压板（15）的凸块直径与被测轴承（11）的内圈内径相等，所述T字型承压板（15）的顶部中间设有定位球，所述施压杆（18）的末端开设有与定位球对应的定位圆槽，所述千分表（8）的触点与T字型承压板（15）的顶部一侧接触；当所述辅助装置（10）为轴向测量机构，包括两块附板（13）和贯穿于两两附板（13）之间水平方向的受力杆（14），两个被测轴承（11）的内圈套装于受力杆（14）上，所述附板（13）的内部套设有被测轴承（11），所述受力杆（14）的两端分别延伸至被测轴承（11）的外侧，且受力杆（14）的两端均通过螺帽锁紧固定被测轴承（11），所述施压杆（18）的末端通过螺纹连接有限位板（17），所述限位板（17）的表面标刻有定中线，且受力杆（14）的中间标刻有与定中线对应的标记，所述千分表（8）的触点与受力杆（14）的两端顶部接触。

2.根据权利要求1所述的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，其特征在于，所述电机（4）的输出端与减速机（3）的输入轴一相连接，所述减速机（3）的输出轴与丝杠（2）顶端焊接固定，减速机（3）的输入轴二通过行星齿轮组连接手轮（1）。

3.根据权利要求1所述的用于测量圆锥滚子轴承径向、轴向刚度的装置，其特征在于，所述控制终端（12）包括型号为S4-400的PLC和显示屏，且PLC分别与电机（4）和压力传感器（7）通信连接。