CN110005716B - 调心滚子轴承合套装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的调心滚子轴承合套装置，包括有机架，其特征在于，在机架平台上，固定有夹具，在夹具的周围固定有滚子送料装置，内圈与保持器送入装置，内圈固定装置以及保持器旋转装置。同时，本发明还提供了上述调心滚子轴承合套装置的工作方法。本发明的调心滚子轴承合套装置，与代替人工手动砸入滚子的方式相比，本申请具有提高安装效率、产品质量与保证工人安全的积极效果，实现了调心滚子轴承的全自动化装配合套。

Description

调心滚子轴承合套装置及其工作方法

技术领域

本发明属于轴承装配技术领域，具体属于调心滚子轴承合套装置及其工作方法。

背景技术

现有技术中，调心滚子轴承在安装时，还是采用人工手动安装的方式：

步骤1：先手动将保持器套装在内圈外面；

步骤2：手动砸入滚子：首先区分完滚子的两端面，选择正确的端面，手工捏紧滚子将其放置在保持器对应的孔口处，再将滚子手动砸入保持器中，而调心滚子轴承的保持器上安装滚子的位置为两侧，每侧一排，先依次按装一侧，之后翻转保持器，再砸入另一侧，且每侧需要预留几个滚子不砸入，且预留位置相邻；

步骤3：以预留未砸入滚子位置为安装位置，将保持器与内圈安装在外圈中，之后并将预留未砸入滚子位置转出，与外圈相错，继续砸入滚子，保持器中砸入所有滚子后，将保持器与外圈合套，由此合套完成。

合套完成后进行之后的工艺工序，例如进行清洗。

在人工砸入过程中，有时在选择滚子端面时，会出现错误，以错误端面砸入到保持器上，发现后，需要将滚子再拆下，重新砸入到保持器上，导致保持器与滚子受到一定损伤，影响到产品质量；再有，在手动砸入滚子过程中，需要一手扶持住滚子，一手拿锤，会出现锤砸手的情况，不能保证工人的人身安全。由此可见，人工手动安装过程繁琐，效率低，产品质量不能保证，也不能保证工人的人身安全。

发明内容

本发明提供了一种调心滚子轴承合套装置，以达到解放人工，提高装配效率、提高产品质量的目的。

同时，本发明还提供了上述调心滚子轴承合套装置的工作方法。

本发明所提供的调心滚子轴承合套装置，包括有机架，其特征在于，在机架平台上，固定有夹具，在夹具的周围固定有滚子送料装置，内圈与保持器送入装置，内圈固定装置以及保持器旋转装置；

所述的滚子送料装置包括有滚子送料器，与滚子压入装置；所述的滚子送料器滚道上，安装有第一激光传感器，在滚道之间的壁上开设有通孔，在滚道的外侧壁上也开设有通孔，择料气缸动作端穿过通孔；在滚道的末端，连接有滚子压入装置，所述的滚子压入装置包括有滚子压入导向槽与滚子压入气缸，压入气缸动作端穿过导向槽；

所述的内圈与保持器送入装置，包括有第一滑台，第一滑台固定在机架平台上，在第一滑台的滑块上固定有送入夹具；

所述的内圈固定装置，包括有内圈定位气缸，在内圈定位气缸的动作端，连接有定位支撑爪，所述的定位支撑爪分为两条，中间位置形成弧形壁面，且在定位支撑爪上，前端直径小于后端直径；在前端端部设置成倒角，且前端宽度与轴承内圈的宽度相同，外径与轴承内圈的内径一致；

所述的保持器旋转装置包括有第二滑台，第二滑台固定在机架平台上，第二电机固定在第二滑台的滑块上，旋转爪连接在第二电机输出轴上。

优选地，所述的滚子送料装置处于内圈与保持器送入装置的相对面，内圈固定装置处于保持器旋转装置的相对面。

优选地，所述的夹具上开设有弧形凹槽，并在夹具上凸出有两竖直壁，且在竖直壁上固定内圈固定板。

优选地，所述的滚子送料器中的滚道分为两排，两排滚道前端并排，之后分叉，形成Y型；在前端滚道中，滚道之间壁上通孔为两个，分别与滚道的外侧壁上的通孔形成一对，择料气缸动作端在每对通孔内动作；在每对通孔之间的滚道上，滚道的底面形成向上的弧形凸起，通孔高度与弧形凸起顶端高度相同，且两滚道中的弧形凸起错位设置；第一激光传感器的安装检测位置在弧形凸起的前坡顶位置，在Y型滚道的分叉滚道中，两分叉滚道高度不同。

优选地，所述的滚子送料器的下侧，安装有内圈与保持器辅助定位夹具，所述的内圈与保持器辅助定位夹具连接有第一气缸；所述的内圈与保持器辅助定位夹具开设有弧形凹槽，且在弧形凹槽内，安装有第二激光传感器，在弧形凹槽的两侧壁上形成有弧形面。

优选地，所述的滚子压入导向槽为柱状腔体，在壁上开设有滚子入口，在滚子入口的相对面上，开设有条状缺口。

优选地，所述的滚子压入导向槽为圆台腔体与圆柱腔体组合而成，在壁上开设有滚子入口，且在圆台腔体上开设有条状缺口。

优选地，所述的第一滑台的第一电机处于一端，第一电机在第一滑台内连接有丝杠，在丝杠上穿设有滑块底座，滑块固定在滑块底座上；在滑块上侧，在滑台基座上还固定有导轨，所述的导轨为两根轨道，且每侧轨道上表面形成台阶状，并相对设置；所述的送入夹具安装在导轨之间，分为定位端与固定端，所述的固定端连接在滑块上，所述的定位端下侧配合在导轨上，在定位端上开设有弧形凹槽，且形成弧形凹槽的两侧壁上，每侧壁形成有台阶状弧形壁面。

优选地，所述的第二滑台为气动滑台，旋转爪为气动爪。

本发明还提供了上述调心滚子轴承合套装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在机架上固定有电控箱，在电控箱中设置有PLC控制系统；各个电器元件信号连接至PLC控制系统中：

步骤1，在夹具上放置轴承外圈，之后PLC控制系统发送信号至第一气缸气路电磁阀，第一气缸动作使内圈与保持器辅助定位夹具到达设定位置；

步骤2，PLC控制系统发送信号使第一电机动作，第一滑台将轴承内圈与保持器共同运送至轴承外圈中心处，内圈与保持器辅助定位夹具此时辅助轴承内圈与保持器定位，轴承外圈与内圈和保持器的位置为错位垂直，并同心；

步骤3，PLC控制系统发送信号使内圈定位气缸动作，将定位支撑爪深入到轴承内圈中，并支撑轴承内圈；内圈的另一端通过夹具上的内圈固定板限位；

步骤4，PLC控制系统发送信号使第二滑台将旋转爪位移到保持器位置，并控制旋转爪气路电磁阀，使旋转爪夹住保持器，第二电机使旋转爪进行转动，转动位置以第二激光传感器感应，在达到设定位置时，第二电机停止转动；设定位置为压入气缸压入滚子的位置；

步骤5，在滚子送料器滚道中送入滚子，滚子处于两条滚道中，在第一激光传感器检测到滚子符合设定条件，则滚子继续在滚道中运动；在检测到滚子不符合设定条件，第一激光传感器将信号发送回PLC控制系统，PLC控制系统控制择料气缸动作，将滚子通过通孔送入对面滚道中；

步骤6，滚子由两条滚道，进入到压入导向槽中，压入导向槽的条状缺口位置与安装进入的滚子圆柱面相切，PLC控制系统控制压入气缸动作，将滚子压入到保持器上，之后旋转爪松开保持器，并回位；

步骤7，安装完一次滚子后，旋转爪回位，再次夹住保持器，使其转动，第二激光传感器检测，并反馈信号给PLC控制系统，使临近的安装滚子处对准压入导向槽；压入气缸动作，继续压入下一组滚子；压入滚子后，旋转爪松开保持器并回位；

步骤8，第二激光传感器兼具计数，PLC控制系统根据第二激光传感器检测，通过程序计数，在计数到设定数值后，第一滑台带动送入夹具撤回，为保持器上安装滚子位置做出避让；此时，定位支撑爪还处于内圈中、旋转爪继续旋转保持器，压入气缸继续压入滚子；

步骤9，在滚子全部压入完成后，第二激光传感器检测并反馈信号，定位支撑爪撤回，由此完成一个调心滚子轴承的装配合套工作，将轴承取下，进行之后的工艺步骤。

以上步骤中的所有设定位置与设定数值为需事先设定好。

本发明的有益效果：

本发明的调心滚子轴承合套装置，与代替人工手动砸入滚子的方式相比，本申请具有提高安装效率、产品质量与保证工人安全的积极效果，实现了调心滚子轴承的全自动化装配合套。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中夹具结构示意图；

图3为本发明中滚子送料装置结构示意图；

图4位本发明实施例2中导向槽结构示意图；

图5为本发明实施例3中内圈辅助固定装置结构示意图；

图6为本发明中内圈与保持器送入装置结构示意图；

图7为本发明中送入夹具结构示意图；

图8为本发明中内圈固定装置结构示意图；

图9为本发明中旋转爪结构示意图。

图中：1、夹具；1.1、弧形凹槽；1.2、竖直壁；1.3、内圈固定板；2、外圈；3.1、滚道；3.2、择料气缸；3.3、导向槽；3.31、入口；3.32、条状缺口；3.4、压入气缸；4、第一激光传感器；5.1、滑块；5.2、送入夹具；5.21、定位端；5.22、固定端；5.3、第一电机；5.4、导轨；6.1、内圈定位气缸；6.2、定位支撑爪；7.1、旋转爪；7.2、第二电机；7.3、第二滑台；8、保持器；9、内圈；10.1、内圈与保持器辅助定位夹具；10.11、弧形凹槽；10.12、弧形面；10.2、第一气缸；10.3、第二激光传感器。

具体实施方式

实施例1

本发明所提供的调心滚子轴承合套装置，包括有机架，其特征在于，在机架平台上，固定有夹具1，在夹具1的周围固定有滚子送料装置，内圈固定装置，内圈与保持器送入装置以及保持器旋转装置；所述的夹具1上开设有弧形凹槽1.1，并在夹具1上凸出有两竖直壁1.2，轴承外圈2放置后，处于弧形凹槽1.1与竖直壁1.2中，对轴承外圈2进行固定；且在竖直壁上固定有内圈固定板1.3；

所述的滚子送料装置包括有滚子送料器，与滚子压入装置；所述的滚子送料器中的滚道3.1分为两排，两排滚道前端并排，之后分叉，形成Y型；在每条滚道3.1上分别安装有第一激光传感器4，在前端滚道中，滚道3.1之间壁上通孔为两个，分别与滚道3.1的外侧壁上的通孔形成一对，择料气缸3.2动作端在每对通孔内动作；在每对通孔之间的滚道3.1上，滚道3.1的底面为向上的弧形凸起滚道，通孔的高度与弧形凸起顶端高度相同，且两滚道中的弧形凸起错位设置；第一激光传感器的安装检测位置在弧形凸起的前坡顶位置；在此位置设计成弧形凸起，在最高点没有滚子停留，保证择料气缸3.2向对面滚道成功推入滚子；在Y型滚道的分叉滚道中，两分叉滚道高度不同，在向保持器8中压入滚子时，可以两侧一同压入，也可分别压入；在滚道3.1的末端，连接有滚子压入装置，所述的滚子压入装置包括有滚子压入导向槽3.3与滚子压入气缸3.4，所述的滚子压入导向槽3.3为柱状腔体，在壁上开设有滚子入口3.31，与滚道末端连接；在滚子入口3.31的相对面上，开设有条状缺口3.32，压入气缸3.4动作端通过导向槽3.3，将滚子压入保持器8的两侧；

所述的内圈与保持器送入装置处于滚子送料装置的对面，包括有第一滑台，第一滑台固定在机架平台上，在第一滑台的滑块5.1上固定有送入夹具5.2；所述的滑台的第一电机5.3为步进电机，处于外侧端，第一电机5.3在滑台内连接有丝杠，在丝杠上穿设有滑块底座，滑块5.1固定在滑块底座上；在滑块5.1上侧，在滑台基座上还固定有导轨5.4，所述的导轨5.4为两根轨道，且每侧轨道上表面形成台阶状，并相对设置；所述的送入夹具5.2安装于导轨5.4之间，分为定位端5.21与固定端5.22，所述的固定端5.22连接在滑块5.1上，所述的定位端5.21下侧配合在导轨5.4上，在定位端5.21上开设有弧形凹槽，且形成弧形凹槽的两侧壁上，每侧壁形成有台阶状弧形壁面。

所述的内圈固定装置，处于滚子送料器的一侧，所述的内圈定位装置包括有内圈定位气缸6.1，在内圈定位气缸6.1的动作端，连接有定位支撑爪6.2，所述的定位支撑爪6.2分为两条，中间位置形成弧形壁面，且在定位支撑爪6.2上，前端直径小于后端直径，且在前端端部设置成倒角，在定位支撑爪6.2的深入内圈9时，具有导向作用，且前端宽度与轴承内圈9的宽度相同，外径与轴承内圈9的内径一致，通过加工公差，使定位支撑爪6.2穿入内圈9后，正好配合撑紧；内圈9的一侧深入有定位支撑爪6.2，另一端由内圈固定板1.3进行限位；

所述的保持器旋转装置，处于内圈定位装置的对面，包括有第二滑台7.3，在机架平台上，固定有第二滑台7.3，第二滑台为气动滑台；在第二滑台上固定有第二电机7.2，旋转爪7.1连接在第二电机7.2上输出轴上，第二电机7.2为伺服电机；伺服电机固定在第二滑台7.3的滑块上。第二滑台7.3为气动滑台，旋转爪7.1为气动爪。

实施例2

在实施例1结构的基础上，与实施例1的结构区别为：所述的导向槽为圆台腔体与圆柱腔体组合而成，在壁上开设有滚子入口3.31，且在圆台腔体上开设有条状缺口3.32。

实施例3

在实施例1结构的基础上，所述的滚子送料器的下侧，安装有内圈与保持器辅助定位夹具10.1，所述的内圈与保持器辅助定位夹具10.1连接有第一气缸10.2；所述的内圈与保持器辅助定位夹具10.1开设有弧形凹槽10.11，且在弧形凹槽10.11内，安装有第二激光传感器10.3，弧形凹槽10.11的两侧壁上形成有弧形面10.12，起到支撑内圈9的作用。

滚子送料器、择料气缸3.2、导向槽3.3、压入气缸3.4、内圈定位气缸6.1、第一气缸10.2分别通过支架固定在机架平台上。

实施例4

在机架上固定有电控箱，在电控箱中设置有PLC控制系统，PLC控制系统采用型号为西门子S7-1200，第一激光传感器，第一气缸气路电磁阀，择料气缸气路电磁阀，压入气缸气路电磁阀，第一电机，第二激光传感器，内圈定位气缸气路电磁阀，第二滑台气路电磁阀，旋转爪气路电磁阀，第二电机分别信号连接至PLC控制系统；控制程序选用现有技术中的程序即可。

第一激光传感器与第二激光传感器可选择为日本KEYENCE基恩士CCD激光位移传感器LK-010。

供气管路为现有技术，对于各个气缸、旋转爪与第二滑台的工作原理采用的现有技术中的工作原理，在此不再赘述。

调心滚子轴承合套装置的工作方法，包括如下步骤：

步骤1，在夹具上放置轴承外圈，之后PLC控制系统发送信号至第一气缸气路电磁阀，使内圈与保持器辅助定位夹具到达设定位置；

步骤2，PLC控制系统发送信号使步进电机动作，第一滑台中滑块5.1带动送入夹具5.2运动在轨道5.4内运动，将轴承内圈9与保持器8共同运送至轴承外圈2中心处，内圈与保持器辅助定位夹具此时辅助轴承内圈9与保持器8定位，轴承外圈2与内圈9和保持器8的位置为错位垂直，并同心；

步骤3，PLC控制系统发送信号使内圈定位气缸6.1动作，将定位支撑爪6.2深入到轴承内圈9中，并支撑轴承内圈9；内圈9的另一端通过夹具1上的内圈固定板1.3限位；

步骤4，PLC控制系统发送信号至第二滑台7.3气路电磁阀，将旋转爪7.1位移到保持器8位置，并控制旋转爪7.1气路电磁阀，使旋转爪7.1夹住保持器8，PLC控制系统发送信号至第二电机使保持器进行转动，转动位置以第二激光传感器10.3感应，以距离为检测条件，在达到设定位置时，旋转爪7.1停止转动，此时的设定位置为事先调整好，压入气缸3.4压入滚子的位置；

步骤5，在滚子送料器滚道中送入滚子，滚子处于两条滚道3.1中，在第一激光传感器4检测到滚子符合设定条件，则滚子继续在滚道3.1中运动；在检测到滚子不符合设定条件，第一激光传感器4将信号发送回PLC控制系统，PLC控制系统控制择料气缸3.2动作，将滚子通过通孔送入对面滚道3.1中；具体的，滚子的两端面中，一端会设置有凹坑，第一激光传感器中，两个都设定为检测凹坑有或者无，实现对滚子的选择；

步骤6，滚子由两条滚道，进入到压入导向槽中，压入导向槽的条状缺口位置与安装进入滚子圆柱面相切，PLC控制系统控制压入气缸动作，将滚子压入到保持器8上；之后旋转爪松开保持器，且旋转爪回位；

步骤7，安装完一次滚子后，可以是安装一组两个，也可以是安装一个，旋转爪7.1回位后，旋转爪7.1再次夹住保持器8，使其转动，第二激光传感器检测，以距离为检测条件，并反馈信号给PLC控制系统，使临近的安装滚子处对准压入导向槽；压入气缸动作，继续压入下一组滚子；

步骤8，第二激光传感器兼具计数，PLC控制系统根据第二激光传感器检测，通过程序计数，在计数到设定数值后，第一滑台带动送入夹具撤回；此时，定位支撑爪还处于内圈中、旋转爪继续旋转保持器8，压入气缸继续压入滚子；

步骤9，在滚子全部压入完成后，第二激光传感器检测并反馈信号，定位支撑爪撤回，由此完成一个调心滚子轴承的装配合套工作，将轴承取下，进行之后的工艺步骤。

Claims (7)

1.调心滚子轴承合套装置，包括有机架，其特征在于，在机架平台上，固定有夹具，在夹具的周围固定有滚子送料装置，内圈与保持器送入装置，内圈固定装置以及保持器旋转装置；

所述的滚子送料装置包括有滚子送料器，与滚子压入装置；所述的滚子送料器滚道上，安装有第一激光传感器，在滚道之间的壁上开设有通孔，在滚道的外侧壁上也开设有通孔，择料气缸动作端穿过通孔；在滚道的末端，连接有滚子压入装置，所述的滚子压入装置包括有滚子压入导向槽与滚子压入气缸，压入气缸动作端穿过导向槽；

所述的内圈与保持器送入装置，包括有第一滑台，第一滑台固定在机架平台上，在第一滑台的滑块上固定有送入夹具；

所述的内圈固定装置，包括有内圈定位气缸，在内圈定位气缸的动作端，连接有定位支撑爪，所述的定位支撑爪分为两条，中间位置形成弧形壁面，且在定位支撑爪上，前端直径小于后端直径；在前端端部设置成倒角，且前端宽度与轴承内圈的宽度相同，外径与轴承内圈的内径一致；

所述的保持器旋转装置包括有第二滑台，第二滑台固定在机架平台上，第二电机固定在第二滑台的滑块上，旋转爪连接在第二电机输出轴上；

所述的滚子送料器中的滚道分为两排，两排滚道前端并排，之后分叉，形成Y型；在前端滚道中，滚道之间壁上通孔为两个，分别与滚道的外侧壁上的通孔形成一对，择料气缸动作端在每对通孔内动作；在每对通孔之间的滚道上，滚道的底面形成向上的弧形凸起，通孔高度与弧形凸起顶端高度相同，且两滚道中的弧形凸起错位设置；第一激光传感器的安装检测位置在弧形凸起的前坡顶位置，在Y型滚道的分叉滚道中，两分叉滚道高度不同；

所述的滚子压入导向槽为柱状腔体，在壁上开设有滚子入口，在滚子入口的相对面上，开设有条状缺口；

所述的滚子压入导向槽为圆台腔体与圆柱腔体组合而成，在壁上开设有滚子入口，且在圆台腔体上开设有条状缺口。

2.根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置，其特征在于，所述的滚子送料装置处于内圈与保持器送入装置的相对面，内圈固定装置处于保持器旋转装置的相对面。

3.根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置，其特征在于，所述的夹具上开设有弧形凹槽，并在夹具上凸出有两竖直壁，且在竖直壁上固定内圈固定板。

4.根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置，其特征在于，所述的滚子送料器的下侧，安装有内圈与保持器辅助定位夹具，所述的内圈与保持器辅助定位夹具连接有第一气缸；所述的内圈与保持器辅助定位夹具开设有弧形凹槽，且在弧形凹槽内，安装有第二激光传感器，在弧形凹槽的两侧壁上形成有弧形面。

5.根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置，其特征在于，所述的第一滑台的第一电机处于一端，第一电机在第一滑台内连接有丝杠，在丝杠上穿设有滑块底座，滑块固定在滑块底座上；在滑块上侧，在滑台基座上还固定有导轨，所述的导轨为两根轨道，且每侧轨道上表面形成台阶状，并相对设置；所述的送入夹具安装在导轨之间，分为定位端与固定端，所述的固定端连接在滑块上，所述的定位端下侧配合在导轨上，在定位端上开设有弧形凹槽，且形成弧形凹槽的两侧壁上，每侧壁形成有台阶状弧形壁面。

6.根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置，其特征在于，所述的第二滑台为气动滑台，旋转爪为气动爪。

7.一种根据权利要求1所述的调心滚子轴承合套装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在机架上固定有电控箱，在电控箱中设置有PLC控制系统；各个电器元件信号连接至PLC控制系统中：

步骤1，在夹具上放置轴承外圈，之后PLC控制系统发送信号至第一气缸气路电磁阀，第一气缸动作使内圈与保持器辅助定位夹具到达设定位置；

步骤2，PLC控制系统发送信号使第一电机动作，第一滑台将轴承内圈与保持器共同运送至轴承外圈中心处，内圈与保持器辅助定位夹具，此时辅助轴承内圈与保持器定位，轴承外圈与内圈和保持器的位置为错位垂直，并同心；

步骤3，PLC控制系统发送信号使内圈定位气缸动作，将定位支撑爪深入到轴承内圈中，并支撑轴承内圈；内圈的另一端通过夹具上的内圈固定板限位；

步骤4，PLC控制系统发送信号使第二滑台将旋转爪位移到保持器位置，并控制旋转爪气路电磁阀，使旋转爪夹住保持器，第二电机使旋转爪进行转动，转动位置以第二激光传感器感应，在达到设定位置时，第二电机停止转动；设定位置为压入气缸压入滚子的位置；

步骤5，在滚子送料器滚道中送入滚子，滚子处于两条滚道中，在第一激光传感器检测到滚子符合设定条件，则滚子继续在滚道中运动；在检测到滚子不符合设定条件，第一激光传感器将信号发送回PLC控制系统，PLC控制系统控制择料气缸动作，将滚子通过通孔送入对面滚道中；

步骤6，滚子由两条滚道，进入到压入导向槽中，压入导向槽的条状缺口位置与安装进入的滚子圆柱面相切，PLC控制系统控制压入气缸动作，将滚子压入到保持器上，之后旋转爪松开保持器，并回位；

步骤7，安装完一次滚子后，旋转爪回位，再次夹住保持器，使其转动，第二激光传感器检测，并反馈信号给PLC控制系统，使临近的安装滚子处对准压入导向槽；压入气缸动作，继续压入下一组滚子；压入滚子后，旋转爪松开保持器并回位；

步骤8，第二激光传感器兼具计数，PLC控制系统根据第二激光传感器检测，通过程序计数，在计数到设定数值后，第一滑台带动送入夹具撤回，为保持器上安装滚子位置做出避让；此时，定位支撑爪还处于内圈中、旋转爪继续旋转保持器，压入气缸继续压入滚子；

步骤9，在滚子全部压入完成后，第二激光传感器检测并反馈信号，定位支撑爪撤回，由此完成一个调心滚子轴承的装配合套工作，将轴承取下，进行之后的工艺步骤。