CN110081083A - 无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法 - Google Patents

无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法 Download PDF

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CN110081083A CN201910427098.1A CN201910427098A CN110081083A CN 110081083 A CN110081083 A CN 110081083A CN 201910427098 A CN201910427098 A CN 201910427098A CN 110081083 A CN110081083 A CN 110081083A
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王二成
朱建峰
茅坚
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Abstract

本发明涉及一种无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法，工作台以及设置在工作台上的上料组件、下料组件和装针定位组件，上料组件包括储料斗、上料推板、挡板、限位板和第一驱动件，下料组件包括传送带、弹性传输管和第二驱动件，装针定位组件包括旋转盘以及可驱动旋转盘转动的第三驱动件，该无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法利用上料组件、下料组件和装针定位组件的配合，使得圆柱滚子可进行依次竖直下料，人工可一次性将各圆柱滚子轻松装入保持架与轴承内圈之间，该装置结构简单，解决了无外圈圆柱滚子轴承的装针问题，自动化程度得到很大提高，极大地节约了人力成本。

Description

无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法
技术领域
本发明涉及轴承的自动装针装置，尤其涉及一种无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法。
背景技术
圆柱滚子轴承大多运用于大中型电动机、机车车辆上，精度等级一般为PO,P6，P5,P4，P2，圆柱滚子与滚道为线接触轴承，负荷能力大，主要承受径向负荷，滚动体与套圈挡边摩擦小，其可承受较大的径向负荷并用于高速运转场合，无外圈圆柱滚子轴承属于分离型轴承，安装与拆卸非常方便，其内圈和外圈齿轮可以向轴向作相对移动，允许内圈轴线与外圈齿轮轴线的角度误差很小，只有2′～4′，因此内圈、圆柱滚子与保持架的安装就尤为重要。
现有技术中，如专利号为CN201811031385.2的轴承装针设备及平面推力轴承装针系统，对于平面推力轴承的装针方法是滚针从滚针容纳通道中滚落至保持架的滚针安装位上，再将压辊将滚针压入保持架的滚针安装位内，但是由于圆柱滚子安装时是垂直于保持架平面的，即圆柱滚针的高度方向与保持架的高度方向一致，并不是水平放置，因此市场上对于无外圈圆柱滚子轴承的装针方法一般是手动将圆柱滚子一个一个安装至保持架内，上述专利也无法解决无外圈圆柱滚子轴承的装针方法上遇到的问题，如下：
第一,无法自动将圆柱滚子直接竖直压入保持架；
第二，手工安装无法确保内圈、圆柱滚子与保持架的准确机械定位，同时浪费极大的人力成本；
第三，由于无外圈圆柱滚子的装配结构问题，现有技术无法解决其圆柱滚子的自动上料和下料；
第四，当装满一个保持架后，其滚针容纳通道如何及时自动停止下料，也是亟待解决的问题。
发明内容
如何自动将圆柱滚子自动竖直一次性安装入无外圈圆柱滚子的保持架内，无需人工将圆柱滚子一个一个竖直按压至保持架内，并且使其安装定位准确，保证其高精度、高效率是亟待解决的问题。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能够解决上述问题的自动上料、下料、自动竖直一次性、高效、高精度安装在保持架内的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，工作台以及设置在工作台上的上料组件、下料组件和装针定位组件；
所述上料组件包括储料斗、上料推板、挡板、限位板和第一驱动件，所述储料斗一侧具有出料开口且其底部具有供圆柱滚子滚至出料开口的斜面，储料斗靠近出料开口的一侧设有开口槽，所述上料推板设置在开口槽内并与所述第一驱动件连接，所述挡板设置在储料斗的出料开口一侧并用于阻挡圆柱滚子滚落，所述限位板设置在挡板顶部并与挡板形成出料间隙，所述出料间隙的宽度与圆柱滚子对应设置，第一驱动件驱动上料推板沿挡板侧壁向上运动，从而将圆柱滚子推至出料间隙一侧；
现有技术中，无法实现圆柱滚子沿高度方向竖直下料，本发明提供了特制的下料组件，所述下料组件包括传送带、弹性传输管和第二驱动件，所述传送带设置在出料间隙的一侧并用于接收从出料间隙滚出的圆柱滚子，传送带设有两根且两根传送带之间具有供圆柱滚子沿其长度方向放置的传送支撑槽，所述弹性传输管包括依次连接的水平段、弹性弯折段和竖直段，所述水平段设置在传送带的出料端并与用于接收从传送带传输出的圆柱滚子，所述弹性弯折段为弹簧管，所述竖直段底部与所述第二驱动件固定连接，第二驱动件可驱动竖直段绕弹性弯折段摆动；
现有技术中，无法实现自动一次性完成装针，还需人工一个个竖直按压，本发明提供一种特制的装针定位组件，所述装针定位组件包括旋转盘以及可驱动旋转盘转动的第三驱动件，所述旋转盘顶部具有供轴承内圈放置的环形卡槽以及供圆柱滚子和保持架放置的柱状通槽，所述环形卡槽与旋转盘同心设置，所述柱状通槽设有若干个绕环形卡槽外圆周均匀分布。
为了便于圆柱滚子以水平平躺出料，然后进入弹性传输管，所述出料间隙的宽度大于圆柱滚子的直径且小于圆柱滚子的高度。
为了防止圆柱滚子滑落，所述传送带远离出料间隙的一侧设有挡位板。
为了便于圆柱滚子平稳进入水平段，所述传送带的出料口设有导向块，所述导向块具有导向通孔，所述导向通孔与弹性传输管的水平段连通。
为了便于定位底座、轴承内圈和保持架，所述旋转盘顶部具有定位柱和定位环，所述定位柱、定位环和旋转盘同心设置，定位柱沿其直径向外依次具有环形卡环和导向环，所述环形卡环与定位柱之间形成环形卡槽，所述柱状通槽沿定位环内圆周面均匀分布。
进一步便于放置保持架和圆柱滚子，所述相邻两个柱状通槽之间具有卡齿，所述各卡齿内缘形成的齿槽圆面，所述齿槽圆面的直径大于环形卡环的内圆直径并小于环形卡环的外圆直径。
为了便于上料和下料，所述第一驱动件为第一驱动气缸，所述第三驱动件为伺服电机。
为了便于在一套圆柱滚子轴承装针结束后，阻挡竖直段继续下料，所述第二驱动件包括滑轨、滑块和第二驱动气缸，所述滑轨设置在旋转盘一侧，所述滑块设置在滑轨上并与弹性传输管的竖直段底部固定连接，所述第二驱动气缸与滑块连接，第二驱动气缸驱动滑块沿滑轨前后移动，从而使弹性传输管的竖直段底部远离或靠近柱状通槽，所述滑轨两端分别设有限位块，所述限位块固定在工作台上。
进一步便于暂停下料，所述滑块顶部设有卡位道，所述卡位道上设有连接块，所述弹性传输管的竖直段底部通过所述连接块与滑块可拆卸连接，连接块可沿卡位道移动并通过锁紧螺丝锁紧。
为了便于高效对无外圈滚子轴承进行装针，采用半自动装针装置的无外圈圆柱滚子轴承装针方法将圆柱滚子轴承的轴承内圈放置在环形卡槽上，然后装针装置开始从弹性传输管内向柱状通槽内下料，圆柱滚子放满后，第二驱动件驱动竖直段的出料口移动至旋转盘盘面上，从而阻挡竖直段继续下料，然后人工将保持架放置在圆柱通槽内，将装配好的保持架、轴承内圈和圆柱滚子拿出并与底座按压卡接，从而将各圆柱滚子稳定装夹在保持架与轴承内圈之间。
本发明的有益效果是：该无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法利用上料组件、下料组件和装针定位组件的配合，使得圆柱滚子可进行依次竖直下料，人工可一次性将各圆柱滚子轻松装入保持架与轴承内圈之间，该装置结构简单，解决了无外圈圆柱滚子轴承的装针问题，自动化程度得到很大提高，极大地节约了人力成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的上料组件、下料组件和装针定位组件的结构示意图；
图4为本发明的下料组件的第二驱动件的结构示意图；
图5为本发明的装针定位组件的旋转盘的结构示意图；
图6为本发明的装针定位组件的旋转盘底部的结构示意图；
图7为圆柱滚子轴承的装配结构示意图；
图8为圆柱滚子轴承的爆炸示意图；
图中：1、上料组件；11、储料斗；12、上料推板；13、挡板；14、限位板；15、第一驱动件；16、出料间隙；2、下料组件；21、传送带；211、传送支撑槽；212、挡位板；213、导向块；22、弹性传输管；221、水平段；222、弹性弯折段；223、竖直段；23、第二驱动件；231、滑轨；232、滑块；233、第二驱动气缸；234、卡位道；235、连接块；236、锁紧螺丝；237、限位块；3、装针定位组件；31、旋转盘；311、环形卡槽；312、柱状通槽；313、定位柱；314、定位环；315、卡齿；316、环形卡环；317、导向环；32、第三驱动件；4、圆柱滚子轴承；41、底座；42、轴承内圈；43、保持架；44、圆柱滚子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
如图1所示，一种无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，工作台以及设置在工作台上的上料组件1、下料组件2和装针定位组件3；
如图2-8所示，所述上料组件1包括储料斗11、上料推板12、挡板13、限位板14和第一驱动件15，所述储料斗11一侧具有出料开口且其底部具有供圆柱滚子44滚至出料开口的斜面，储料斗11靠近出料开口的一侧设有开口槽，所述上料推板12设置在开口槽内并与所述第一驱动件15连接，上料推板12的宽度略大于圆柱滚子44的直径，使得每次上料推板12推上的圆柱滚子44沿上料推板12的宽度方向上只有一个，所述挡板13设置在储料斗11的出料开口一侧并用于阻挡其他未被上料推板12推到的圆柱滚子44滚落，所述限位板14设置在挡板13顶部并与挡板13形成出料间隙16，为了便于圆柱滚子44以水平平躺出料，然后进入弹性传输管22，所述出料间隙16的宽度大于圆柱滚子44的直径且小于圆柱滚子44的高度，所述出料间隙16的宽度与圆柱滚子44对应设置，第一驱动件15驱动上料推板12沿挡板13侧壁向上运动，从而将圆柱滚子44推至出料间隙16一侧，为了方便将圆柱滚子44退出出料间隙16，上料推板12靠近挡板13的一侧低于其另一侧的高度，即上料推板12为朝挡板13倾斜设置，进一步便于驱动推料挡板13，所述第一驱动件15为第一驱动气缸。
所述装针定位组件3包括旋转盘31以及可驱动旋转盘31转动的第三驱动件32，所述旋转盘31顶部具有供轴承内圈42放置的环形卡槽311以及供圆柱滚子44和保持架43放置的柱状通槽312，所述环形卡槽311与旋转盘31同心设置，所述柱状通槽312设有若干个绕环形卡槽311外圆周均匀分布，所述第三驱动件32为伺服电机，详细地说，所述旋转盘31顶部具有定位柱313和定位环314，所述定位柱313、定位环314和旋转盘31同心设置，定位柱313沿其直径向外依次具有环形卡环316和导向环317，所述环形卡环316与定位柱313之间形成环形卡槽311，所述导向环317为向内凹陷的环形圆弧，当电机带动旋转盘31旋转时，圆柱滚子44可贴近轴承内圈42，便于保持架43插入，此时圆柱滚子44被压在保持架43与轴承内圈42中，圆柱滚子44的两端分别抵靠在轴承内圈42上下两个端面上，另外，所述柱状通槽312沿定位环314内圆周面均匀分布，所述相邻两个柱状通槽312之间具有卡齿315，所述各卡齿315内缘形成的齿槽圆面，所述齿槽圆面的直径大于环形卡环316的内圆直径并小于环形卡环316的外圆直径，详细地说，底座41上具有若干个卡槽，保持架43底部也设有与卡槽对应设置的卡块，将底座41、轴承内圈42和圆柱滚子44放置完成后，各圆柱通槽与各圆柱滚子44间隙配合，此时将保持架43将圆柱滚子44聚拢在保持架43与轴承内圈42之间且卡块与卡槽相互卡接，此时便可取出圆柱滚子轴承4。
所述下料组件2包括传送带21、弹性传输管22和第二驱动件23，所述传送带21设置在出料间隙16的一侧并用于接收从出料间隙16滚出的圆柱滚子44，传送带21设有两根且两根传送带21之间具有供圆柱滚子44沿其长度方向放置的传送支撑槽211，传输时，圆柱滚子44被上料推板12推至出料间隙16，落到传送支撑槽211上，利用传送带21的摩擦力将圆柱滚子44朝弹性传输管22传送，为了防止圆柱滚子44滑落，所述传送带21远离出料间隙16的一侧设有挡位板212，所述弹性传输管22包括依次连接的水平段221、弹性弯折段222和竖直段223，所述水平段221设置在传送带21的出料端并与用于接收从传送带21传输出的圆柱滚子44，为了便于圆柱滚子44平稳进入水平段221，所述传送带21的出料口设有导向块213，所述导向块213具有导向通孔，所述导向通孔与弹性传输管22的水平段221连通，导向通孔具有锥度，其进口直径大于圆柱滚子44的直径并向其靠近水平段221进口处直径逐渐减小，导向通孔的出口直径等于或略小于水平段221直径，所述弹性弯折段222为弹簧管，所述竖直段223底部与所述第二驱动件23固定连接，第二驱动件23可驱动竖直段223绕弹性弯折段222摆动，所述第二驱动件23包括滑轨231、滑块232和第二驱动气缸233，所述滑轨231设置在旋转盘31一侧，所述滑块232设置在滑轨231上并与弹性传输管22的竖直段223底部固定连接，所述第二驱动气缸233与滑块232连接，第二驱动气缸233驱动滑块232沿滑轨231前后移动，从而使弹性传输管22的竖直段223底部远离或靠近柱状通槽312，所述滑轨231两端分别设有限位块237，所述限位块237固定在工作台上，所述滑块232顶部设有卡位道234，所述卡位道234上设有连接块235，所述弹性传输管22的竖直段223底部通过所述连接块235与滑块232可拆卸连接，连接块235可沿卡位道234移动并通过锁紧螺丝236锁紧。
如图1-8所示，采用半自动装针装置的无外圈圆柱滚子轴承装针方法是：人工将圆柱滚子轴承4的轴承内圈42放置在环形卡槽311上，然后装针装置从储料斗11、储料间隙、传送带21、弹性传输管22依次传送至柱状通槽312内下料，圆柱滚子44放满一圈后，第二驱动件23驱动竖直段223的出料口移动至旋转盘31盘面上，从而堵住竖直段223的出料口，阻挡其继续下料，然后人工将保持架43放置在柱状通槽312内，此时圆柱滚子44被压装在保持架43与轴承内圈42中，圆柱滚子44的两端分别抵靠在轴承内圈42上下两个端面上，人工将装配好的保持架43、轴承内圈42和圆柱滚子44拿出并与底座41按压卡接，从而将各圆柱滚子44稳定装夹在保持架43与轴承内圈42之间，手动一次性高效完成无外圈圆柱滚子44的装针，继续下一个工作时，第二驱动件23驱动竖直段223的出料口移动至圆柱通槽内开始下料。
与现有技术相比，该无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置以及其装针方法，该装置结构简单，解决了无外圈圆柱滚子轴承的装针问题，自动化程度得到很大提高，极大地节约了人力成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：工作台以及设置在工作台上的上料组件(1)、下料组件(2)和装针定位组件(3)；
所述上料组件(1)包括储料斗(11)、上料推板(12)、挡板(13)、限位板(14)和第一驱动件(15)，所述储料斗(11)一侧具有出料开口且其底部具有供圆柱滚子(44)滚至出料开口的斜面，储料斗(11)靠近出料开口的一侧设有开口槽，所述上料推板(12)设置在开口槽内并与所述第一驱动件(15)连接，所述挡板(13)设置在储料斗(11)的出料开口一侧并用于阻挡圆柱滚子(44)滚落，所述限位板(14)设置在挡板(13)顶部并与挡板(13)形成出料间隙(16)，所述出料间隙(16)的宽度与圆柱滚子(44)对应设置，第一驱动件(15)驱动上料推板(12)沿挡板(13)侧壁向上运动，从而将圆柱滚子(44)推至出料间隙(16)一侧；
所述下料组件(2)包括传送带(21)、弹性传输管(22)和第二驱动件(23)，所述传送带(21)设置在出料间隙(16)的一侧并用于接收从出料间隙(16)滚出的圆柱滚子(44)，传送带(21)设有两根且两根传送带(21)之间具有供圆柱滚子(44)沿其长度方向放置的传送支撑槽(211)，所述弹性传输管(22)包括依次连接的水平段(221)、弹性弯折段(222)和竖直段(223)，所述水平段(221)设置在传送带(21)的出料端并与用于接收从传送带(21)传输出的圆柱滚子(44)，所述竖直段(223)底部与所述第二驱动件(23)固定连接，第二驱动件(23)可驱动竖直段(223)绕弹性弯折段(222)摆动；
所述装针定位组件(3)包括旋转盘(31)以及可驱动旋转盘(31)转动的第三驱动件(32)，所述旋转盘(31)顶部具有供轴承内圈(42)放置的环形卡槽(311)以及供圆柱滚子(44)和保持架(43)放置的柱状通槽(312)，所述环形卡槽(311)与旋转盘(31)同心设置，所述柱状通槽(312)设有若干个绕环形卡槽(311)外圆周均匀分布。
2.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述出料间隙(16)的宽度大于圆柱滚子(44)的直径且小于圆柱滚子(44)的高度。
3.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述传送带(21)远离出料间隙(16)的一侧设有挡位板(212)。
4.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述传送带(21)的出料口设有导向块(213)，所述导向块(213)具有导向通孔，所述导向通孔与弹性传输管(22)的水平段(221)连通。
5.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述旋转盘(31)顶部具有定位柱(313)和定位环(314)，所述定位柱(313)、定位环(314)和旋转盘(31)同心设置，定位柱(313)沿其直径向外依次具有环形卡环(316)和导向环(317)，所述环形卡环(316)与定位柱(313)之间形成环形卡槽(311)，所述柱状通槽(312)沿定位环(314)内圆周面均匀分布。
6.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述相邻两个柱状通槽(312)之间具有卡齿(315)，所述各卡齿(315)内缘形成的齿槽圆面，所述齿槽圆面的直径大于环形卡环(316)的内圆直径并小于环形卡环(316)的外圆直径。
7.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述第一驱动件(15)为第一驱动气缸，所述第三驱动件(32)为伺服电机。
8.根据权利要求1所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述第二驱动件(23)包括滑轨(231)、滑块(232)和第二驱动气缸(233)，所述滑轨(231)设置在旋转盘(31)一侧，所述滑块(232)设置在滑轨(231)上并与弹性传输管(22)的竖直段(223)底部固定连接，所述第二驱动气缸(233)与滑块(232)连接，第二驱动气缸(233)驱动滑块(232)沿滑轨(231)前后移动，从而使弹性传输管(22)的竖直段(223)底部远离或靠近柱状通槽(312)。
9.根据权利要求8所述的无外圈圆柱滚子轴承的半自动装针装置，其特征是：所述滑块(232)顶部设有卡位道(234)，所述卡位道(234)上设有连接块(235)，所述弹性传输管(22)的竖直段(223)底部通过所述连接块(235)与滑块(232)可拆卸连接，连接块(235)可沿卡位道(234)移动并通过锁紧螺丝(236)锁紧。
10.一种无外圈圆柱滚子轴承装针方法采用如权利要求1所述的半自动装针装置，其特征是：将圆柱滚子(44)轴承(4)的轴承内圈(42)放置在环形卡槽(311)上，然后装针装置开始从弹性传输管(22)内向柱状通槽(312)内下料，圆柱滚子(44)放满后，第二驱动件(23)驱动竖直段(223)的出料口移动至旋转盘(31)盘面上，从而阻挡竖直段(223)继续下料，人工将保持架(43)放置在圆柱通槽内，将装配好的保持架(43)、轴承内圈(42)和圆柱滚子(44)拿出并与底座(41)按压卡接，从而将各圆柱滚子(44)装夹在保持架(43)与轴承内圈(42)之间。
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