CN110530236B - 一种滚动轴承外径多截面测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动轴承外径多截面测量装置，它包括托板、固接于托板下表面的移动轴和套接在移动轴外表面的第一套筒，托板上开设有三个径向开口槽，第一套筒的下端面贯穿有通过移动轴的销轴，销轴位于移动轴内的部分套设有圆柱块；移动轴的中部外表面套接有圆柱形凸轮套，圆柱形凸轮套的上端面为具有最低点、中点A、最高点和中点B的曲面，圆柱形凸轮套的上端面上设置有滚轮，滚轮通过滚轮轴与移动轴固接，圆柱形凸轮套的底部固接有锥齿轮A，锥齿轮A啮合有锥齿轮B，锥齿轮B套接在与移动轴垂直的旋转轴上，旋转轴的末端安装有手轮。本发明的有益效果是把手轮的转动转变为移动轴的上下往复运动，并且有机构能够精确的控制移动轴的移动位置。

Description

一种滚动轴承外径多截面测量装置

技术领域

本发明涉及轴承制造领域，特别是涉及一种轴承精密测量仪器。

背景技术

滚动轴承是一种精密的机械零件，其套圈的加工精度要求非常高。对于这种高精度测量值，只有通过精密仪器才能予以确定。对轴承套圈外径检查的目的在于保证产品质量符合国家标准要求，外径测量仪主要用于测量轴承套圈外径的尺寸精度、几何精度，还可以测量外径对端面的不垂直度以及轴承套圈高度尺寸和端面平行度。如图1-3所示，《哈尔滨轴承》第27卷第1期2006年3月公开了轴承外径测量仪的调整与对表方法，该仪器主要由底座1、工作台2、仪表架、固定支点4、辅助支点5、测量点等部分组成。底座上固定一块硬度较高、表面光滑的工作台，工作台上装有固定支点、辅助支点。底座后侧面装有测量外径尺寸的仪表架3，工作台端面上装有测量外径垂直差的仪表架6，工作台端面上还装有测量套圈高度尺寸和端面平行差的仪表架7。仪器的工作原理如下：首先把标准件放在工作台2上，标准件的外径表面靠在固定支点4，辅助支点5上，通过仪表测量点8找出外径最大点后，根据标准件的零位偏差对表。再调整仪表架6和仪表架7至适当位置。调整完毕后被测轴承套圈放在仪器上进行测量，此时将套圈在仪器上旋转一周以上，在同一横截面上仪表I所测得的最大值和最小值即为该测量截面的最大直径尺寸和最小直径尺寸，且最大尺寸和最小尺寸之差即为该测量截面的椭圆度。若将套圈反过来量一次，在同一纵截面上两次测量结果的数值之差就是锥度。这种传统的外径测量方法是两截面测量，在近两端面的两轴截面内测量，测量点与定位平面保持固定的位置不变，轴承测量在一个外径平面内完成后，把轴承反转过来测量另一个外径平面，这种测量方法简单方便，但是有一定的缺陷，只能检测出外径的圆锥形状，而不能检测出来像内凹或外凸的外径形状。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的滚动轴承的外径测量装置和测量方法只能测量一个截面的外径，且测量时需要完成对滚动轴承的反转，只能检测出外径的圆锥形状，不能检测内凹或外凸的特殊形状，为此提供一种滚动轴承外径多截面测量装置。

本发明的技术方案是：一种滚动轴承外径多截面测量装置，包括托板、固接于托板下表面的移动轴和套接在移动轴外表面的第一套筒，所述托板上开设有三个径向开口槽，所述第一套筒的下端面贯穿有通过移动轴的销轴，所述销轴位于移动轴内的部分套设有圆柱块；所述移动轴的中部外表面套接有圆柱形凸轮套，所述圆柱形凸轮套的上端面为具有至少两个不在同一高度的滚轮停驻点的曲面，所述滚轮停驻点上安置有滚轮，所述滚轮通过滚轮轴与移动轴固接，所述圆柱形凸轮套的底部固接有锥齿轮A，所述锥齿轮A啮合有锥齿轮B，所述锥齿轮B套接在与移动轴垂直的旋转轴上，所述旋转轴的末端安装有手轮。

上述方案中所述滚轮停驻点包括依次分布的最低点、中点A、最高点和中点B，所述中点A和中点B位于同一高度。

上述方案的改进是所述移动轴的底部安装有端盖，所述移动轴内端盖与圆柱块之间适配有弹簧。

上述方案中所述旋转轴通过旋转销轴连接有第二套筒。

上述方案中所述手轮通过螺钉与旋转轴连接。

上述方案的进一步改进是所述移动轴的顶部中部设有定位凸台，所述托板下表面中部设有定位孔，所述定位凸台与定位孔配合连接。

上述方案的更进一步改进是所述定位孔上表面安置有防尘块。

上述方案中所述销轴的头部套接有垫圈和开口销。

本发明的有益效果是转动手轮，手轮带动旋转轴转动，旋转轴带动锥齿轮B旋转，锥齿轮A与凸轮套联接，凸轮套在移动轴上并靠移动轴定位，移动轴的圆周定位靠销轴限制圆周自由度及定位，使移动轴只能上下移动，锥齿轮B和锥齿轮A啮合带动圆柱形凸轮旋转，滚轮由滚轮轴固定在移动轴上，并和圆柱形凸轮接触，圆柱形凸轮的转动使滚轮带动移动轴上下移动。托板固定在移动轴上，跟随移动轴上下移动，从而实现了多截面测量。

附图说明

图1是现有的外径测量仪示意图；

图2是图1的A向剖图；

图3是图1的B向剖图；

图4是本发明的滚动轴承外径多截面测量装置示意图；

图5是本发明的圆柱形凸轮套示意图；

图6是本发明的托板示意图；

图中，1、底座，2、工作台，3、外径仪表架，4、固定支点，5、辅助支点，6、垂直差仪表架，7、高度仪表架，8、外径测量仪表，9、托板，10、移动轴，11、第一套筒，12、销轴，13、圆柱块，14、圆柱形凸轮套，15、最低点，16、中点A，17、最高点，18、中点B，19、滚轮，20、滚轮轴，21、锥齿轮A，22、锥齿轮B，23、旋转轴，24、手轮，25、端盖，26、弹簧，27、第二套筒，28、螺钉，29、防尘块，30、垫圈，31、开口销。

具体实施方式

下面结合附图 ，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

一种滚动轴承外径多截面测量装置，包括托板9、固接于托板下表面的移动轴10和套接在移动轴外表面的第一套筒11，所述托板上开设有三个径向开口槽，所述第一套筒的下端面贯穿有通过移动轴的销轴12，所述销轴位于移动轴内的部分套设有圆柱块13；所述移动轴的中部外表面套接有圆柱形凸轮套14，所述圆柱形凸轮套的上端面为具有最低点15、中点A16、最高点17和中点B18的曲面，最低点15、中点A16、最高点17和中点B18依次分布，且相邻两点之间通过斜面过渡，中点A16和中点B18高度相同，所述圆柱形凸轮套的上端面上设置有滚轮19，这些滚轮停驻点为平面或是微凹的弧面以供滚轮稳定的停住，所述滚轮通过滚轮轴20与移动轴固接，所述圆柱形凸轮套的底部固接有锥齿轮A21，所述锥齿轮A啮合有锥齿轮B22，所述锥齿轮B套接在与移动轴垂直的旋转轴23上，所述旋转轴的末端安装有手轮24。

所述移动轴的顶部中部设有定位凸台，所述托板下表面中部设有定位孔，所述定位凸台与定位孔配合连接。

本发明中的托板相当于背景技术中提到的工作台，由于托板可以跟随移动轴上下移动，进而实现多个不同截面的外径测量。轴承外圈放置在托板上，依靠托板的带动而运动，支点是固定在托板上的，所以外圈与支点就发生了相对的运动，满足了装置的设计要求。托板的运动是移动轴传递来的，移动轴的运动来源于手轮的简单运动。托板的移动幅度由圆柱形凸轮的最低点15、中点A、16、最高点17和中点B18控制，如图5所示，中点A和中点B位于同一高度，当圆柱形凸轮套旋转一周后完成一个工作循环，工作循环如下：假设滚轮初始位于最低点上，最低点—中点—最高点—中点—最低点，滚轮带动移动轴依次移动对应的幅度，可以分别测量两个轴承的三个不同高度的截面外径，可以检测内凹或外凸的特殊形状。作为本发明的一种变形，滚轮停驻点可以只有两个，分别为最低点和最高点，滚轮带动移动轴依次移动对应的幅度，可以分别测量两个轴承的两个不同高度的截面外径。作为本发明的另一种变形，滚轮停驻点可以有三个，分别为最低点、中点和最高点，滚轮带动移动轴依次移动对应的幅度，可以测量一个轴承的三个不同高度的截面外径。

本设计采用的锥齿轮的传动比2：1，模数为2。锥齿轮A21的齿数为z1=25，锥齿轮B22的齿数为z2=50。弹簧参数为材料截面d=1.6mm，中径D2=25mm，自由高度H0=130mm，有效圈数n=20，节距p=6.5mm。弹簧的作用是给滚轮提供复位，让工作能够实现多次循环。

本次设计中轴承宽度B的范围是:17mm～29mm.则支点的轴向变动范围是29-17=12mm。轴承的外径范围是60mm～120mm。则单一支点的径向变动量为(120-60)/2=30mm。由以上的变动量可知支点应为可调支点。

测量扇形表在测量时的轴向调整是通过表支架的位置调整而实现的，所以测量扇形表支架不仅要拥有可调的轴向移动量，而且还要在壳体上进行定位。即支架与壳体间要有定位结构。

本发明采用模块化设计，主要分为3个模块。

模块1：第一套筒11、移动轴10、托板9、两固支架、弹簧26 、端盖25；

模块2：手轮24、旋转轴23、第二套筒27、锥齿轮B22；

模块3：锥齿轮A21、圆柱形凸轮套14。

模块化设计布局的优点：有利于设计者对设计装置的总体把握；有利于担高设计的精度；使装配更简单，可分别部装增大装配空间；有利于该装置更换零件，凸轮套，使测量不同型号轴承时装置更换更简单快捷，提高设计装置的环境适应性。

如图6所示，托板的设计主要解决四个问题：托板的大小，本设计中最大轴径120mm,故设计中托板直径为120mm；托板与移动轴的定位，设计中心定位孔；为了避免污染，定位孔上表面安置有防尘块29。托板要开径向开口槽以避免与测点和支点的运动干涉；托板与移动轴的联接问题，本设计中用三个M6十字槽沉头螺钉，分布在直径40mm的圆上。

本发明的装配过程如下：模块1装配：

（1）、 在托板上装入第一套筒；

（2）、 把移动轴、第一套筒11、和圆柱块13用Φ8的销轴12连接在一起，并装上垫片30和开口销31；

（3）、把第一套筒用M6十字沉头螺钉连接在盖板上，螺钉紧固；

（4）、把托板装配到移动轴上，螺钉紧固；

（5）、把滚轮19和滚轮轴20一起装配到移动轴上相应的螺纹孔内，装配后转动滚轮，保证滚轮的正常转动和滚轮轴紧固的连接在移动轴上；

（6）、压入弹簧26，旋紧下端盖25，装配后使移动轴在第一套筒内往复运动几次，保证运动流畅，无卡死现象；

（7） 、把两固支点装配到托板上。

模块2装配：（1） 、把第二套筒27装配到旋转轴23上；

（2）、把锥齿轮B装配在旋转轴上，用旋转销轴紧固；

（3）、把手轮装配在横轴上，用销钉坚固；

（4）、把已经选好的凸轮套与锥齿轮A，联接在一起，并紧固镙钉。

总装：1、 把装配好的托板安装到壳体的上表面上并螺钉保持在松动状态；

2、把联接在一起的凸轮套和锥齿轮A，装配到移动轴上；

3、 把装配好的旋转轴，装配到壳体右侧面的空位孔上，并用M6螺钉把第二套筒与壳体联接起来；

4、 微动托板和第二套筒，保证二锥齿轮配紧密；

5、把表支架，装配到壳体上，适当位置，坚固。

本发明的调试过程如下：1、 把移动轴调整到最低位置，在托板上放一标位轴承。

2、调整两固支点和表支架，使测点和两固支点确立的截面垂直移动轴运动方向｛即轴向｝并使该截面距轴承端面约1.5mm处。

3、旋转手柄，完成三截面测量，

4、 多测几个轴承确保装置正常工作。

5、 注意：手柄只能安所标方向，单方向旋轴，以防滚轮轴脱落 。

Claims (9)

1.一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：包括托板（9）、固接于托板下表面的移动轴（10）和套接在移动轴外表面的第一套筒（11），所述托板上开设有三个径向开口槽，所述第一套筒的下端面贯穿有通过移动轴的销轴（12），所述销轴位于移动轴内的部分套设有圆柱块（13）；所述移动轴的中部外表面套接有圆柱形凸轮套（14），所述圆柱形凸轮套的上端面为具有至少两个不在同一高度的滚轮停驻点的曲面，所述滚轮停驻点上安置有滚轮（19），所述滚轮通过滚轮轴（20）与移动轴固接，所述圆柱形凸轮套的底部固接有锥齿轮A（21），所述锥齿轮A啮合有锥齿轮B（22），所述锥齿轮B套接在与移动轴垂直的旋转轴（23）上，所述旋转轴的末端安装有手轮（24）。

2.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述滚轮停驻点包括依次分布的最低点（15）、中点A（16）、最高点（17）和中点B（18），所述中点A（16）和中点B（18）位于同一高度。

3.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述移动轴的底部安装有端盖（25），所述移动轴内端盖与圆柱块之间适配有弹簧（26）。

4.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述旋转轴通过旋转销轴连接有第二套筒（27）。

5.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述手轮通过螺钉（28）与旋转轴连接。

6.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述移动轴的顶部中部设有定位凸台，所述托板下表面中部设有定位孔，所述定位凸台与定位孔配合连接。

7.如权利要求6所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述定位孔上表面安置有防尘块（29）。

8.如权利要求1所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述销轴的头部套接有垫圈（30）和开口销（31）。

9.如权利要求3所述的一种滚动轴承外径多截面测量装置，其特征是：所述弹簧的材料截面d=1.6mm，中径D2=25mm，自由高度H0=130mm，有效圈数n=20，节距p=6.5mm。

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