CN111156258B - 一种带座外球面轴承装配系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带座外球面轴承装配系统和方法，所述带座外球面轴承包括轴承座和外球面轴承，所述轴承座由固定连接的座体和基座组成，所述外球面轴承安装在所述座体中，所述装配系统包括加热机构、安装机构和运输机构；所述加热机构用于对所述轴承座进行加热以使所述座体胀大；所述安装机构用于将所述外球面轴承安装到胀大后的所述座体中；所述运输机构用于运输所述轴承座与所述外球面轴承。本发明的带座外球面轴承装配系统和方法，能够有效对外球面轴承和轴承座进行保护，避免因为装配造成损伤，进而提升带座外球面轴承的精度和使用寿命。

Description

一种带座外球面轴承装配系统和方法

技术领域

本发明涉及外球面轴承技术领域，具体的说是一种带座外球面轴承装配系统和方法。

背景技术

外球面球轴承实际上是深沟球轴承的一种变型，特点是它的外圈外径表面为球面，可以配入轴承座相应的凹球面内起到调心的作用。外球面轴承主要用来承受以径向负荷为主的径向与轴向联合负荷，一般不宜单独承受轴向负荷。虽然它的基本性能与深沟球轴承应是相似的，但是由于这种轴承大都应用在比较粗糙的机械中，安装定位不够精确，轴与座孔的轴线对中性差，或是轴长而挠度大等的情况下，而且轴承本身精度也不够高，有的结构也比较粗糙，因此性能的实际表现比较相同规格的深沟球轴承要打上相当的折扣。

带座外球面轴承是指由轴承座和外球面轴承共同组成的回转支承结构，外球面轴承安装在轴承座的内侧。因为外球面轴承的外壁和轴承座内孔的内壁都是球面，所以无法从轴向上直接将外球面轴承装入到轴承座中。现有技术中，装配带座外球面轴承采用的主要方式是首先将外球面轴承从侧方塞入到轴承座中，此时外球面轴承的轴线与轴承座内孔的轴线是相互垂直的，然后旋转外球面轴承以使两个轴线之间呈锐角，接着利用撬棍插入到外球面轴承的内孔中，利用撬棍继续转动外球面轴承直到两个轴线重合，从而完成装配。在这个过程中，外球面轴承的外壁需要与轴承座的内孔刚性接触并且剧烈摩擦，导致外球面轴承和轴承座都会发生磨损，从而严重降低带座外球面轴承的精度。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种带座外球面轴承装配系统和方法，能够有效对外球面轴承和轴承座进行保护，避免因为装配造成损伤，进而提升带座外球面轴承的精度和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种带座外球面轴承装配系统，所述带座外球面轴承包括轴承座和外球面轴承，所述轴承座由固定连接的座体和基座组成，所述外球面轴承安装在所述座体中，所述装配系统包括加热机构、安装机构和运输机构；所述加热机构用于对所述轴承座进行加热以使所述座体胀大；所述安装机构用于将所述外球面轴承安装到胀大后的所述座体中；所述运输机构用于运输所述轴承座与所述外球面轴承。

优选地，所述系统包括支撑机构，所述支撑机构包括底板，所述底板上垂直固设有两个支撑杆，两个所述支撑杆的上端之间固定连接有横梁，所述加热机构固定设置在所述底板上并且位于所述横梁的下方，所述安装机构固定设置在所述横梁的下表面。

优选地，所述加热机构包括加热池，所述加热池的底部开设有若干个用于容纳所述轴承座的凹槽，所述加热池内容纳有润滑油，所述加热池外部设置有用于对所述加热池进行加热的电热炉。

优选地，所述安装机构包括若干个与所述凹槽一一对应的直线输出装置，所述直线输出装置固定设置在所述横梁的下表面并且垂直向下，所述直线输出装置的输出端固定连接有用于夹持所述轴承座或者所述外球面轴承的机械臂。

优选地，所述运输机构包括若干个与所述凹槽一一对应的传送装置，所述传送装置包括环状的传送带，所述传送带上开设有若干个用于供直线输出装置穿过的通孔，相邻的两个所述通孔之间的距离大于所述外球面轴承的外径。

优选地，相邻的两个所述通孔之间设置有一个框体，所述框体固定设置在所述传送带上，所述框体内部形成用于容纳所述轴承座或者装配好的所述带座外球面轴承的容腔。

优选地，所述容腔的底部开设有用于容纳所述座体的浅凹坑，所述浅凹坑的中部开设有用于容纳所述外球面轴承的深凹坑。

优选地，所述凹槽包括相互连通的基座容纳槽和座体容纳槽，所述基座容纳槽用于容纳所述基座，所述座体容纳槽用于容纳所述座体。

优选地，所述加热池的内壁上嵌设有用于检测所述润滑油温度的温度传感器。

本发明还提供一种带座外球面轴承装配系统的装配方法，采用上述的带座外球面轴承装配系统，并包括如下步骤：

S1、确定所述轴承座的材质及膨胀系数；

S2、根据所述轴承座的材质及膨胀系数确定加热温度；

S3、利用所述运输机构将所述轴承座和所述外球面轴承（2）运输到所述加热机构的上方；

S4、利用所述安装机构将所述轴承座转移到加热机构中；

S5、利用所述加热机构按照所述加热温度对所述轴承座进行加热；

S6、在所述轴承座受热膨胀后，利用所述安装机构将所述外球面轴承（2）安装到所述座体（1）中；

S7、利用所述运输机构将装配好的所述带座外球面轴承运输走。

本发明在装配过程中，外球面轴承和轴承座之间无需发生刚性碰撞和剧烈摩擦，从而能够有效避免外球面轴承受损，进而提升带座外球面轴承整体的精度和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是带座外球面轴承的整体结构剖视图。

图2是本发明实施例装配系统的整体结构示意图。

图3是传送带的结构示意图。

附图标记：1-座体，2-外球面轴承，3-基座，4-底板，5-支撑杆，6-横梁，7-直线输出装置，8-机械臂，9-传送装置，10-加热池，11-电热炉，12-润滑油，13-基座容纳槽，14-座体容纳槽，15-传送带，16-框体，17-容腔，18-通孔，19-浅凹坑，20-深凹坑。

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。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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至3，图1是带座外球面轴承的整体结构剖视图，图2是本发明实施例装配系统的整体结构示意图，图3是传送带的结构示意图。

一种带座外球面轴承装配系统，带座外球面轴承包括轴承座和外球面轴承2，轴承座由固定连接的座体1和基座3组成，外球面轴承2安装在座体1中，装配系统包括加热机构、安装机构和运输机构。

加热机构用于对轴承座进行加热以使座体1胀大。

安装机构用于将外球面轴承2安装到胀大后的座体1中。

运输机构用于运输轴承座与外球面轴承2。

本实施例利用加热机构对轴承座加热以使座体1胀大，从而使座体1上的轴承安装孔的孔径增大，然后利用安装机构按照常规安装工艺安装外球面轴承2，因为安装孔的孔径增大，所以给外球面轴承2留出了更大的活动空间，进而降低了外球面轴承2和座体1之间的摩擦力，最终实现减少磨损、提高精度的目的。在外球面轴承2安装到座体1的安装孔中之后，将轴承座和外球面轴承2整体取出，并且自然冷却，冷却过程中安装孔的孔径缩小，从而使外球面轴承2的外壁与安装孔贴合，完成带座外球面轴承的装配过程。需要说明的是，为了避免座体1和外球面轴承2的金相组织受到影响，加热温度不能太高，最好控制在80~100℃的范围内。[A1]

本实施例在装配过程中，外球面轴承2和轴承座之间的摩擦力小，从而能够有效避免外球面轴承2受损，进而提升带座外球面轴承整体的精度和使用寿命。

在本实施例中，系统包括支撑机构，支撑机构包括底板4，底板4上垂直固设有两个支撑杆5，两个支撑杆5的上端之间固定连接有横梁6，加热机构固定设置在底板4上并且位于横梁6的下方，安装机构固定设置在横梁6的下表面。支撑机构用于对加热机构、安装机构和运输机构进行支撑，加热机构和安装机构的支撑方式在附图2中可以看出，运输机构的支撑方式未示出，可以采用在底板4上增加支架的方式对运输机构进行支撑。

在本实施例中，加热机构包括加热池10，加热池10的底部开设有若干个用于容纳轴承座的凹槽，加热池10内容纳有润滑油12，加热池10外部设置有用于对加热池10进行加热的电热炉11。在对轴承座进行加热的时候，电热炉11对加热池10进行加热，进而间接地对润滑油12进行加热，利用润滑油12的高沸点，可以保证能够对轴承座进行加热的同时不会快速蒸发流失，并且在轴承座没入到润滑油12中之后表层会均匀覆盖上润滑油12，从而在后续装入外球面轴承2的时候更加顺利并且进一步避免外球面轴承2磨损。

在本实施例中，安装机构包括若干个与凹槽一一对应的直线输出装置7，直线输出装置7固定设置在横梁6的下表面并且垂直向下，直线输出装置7的输出端固定连接有用于夹持轴承座或者外球面轴承2的机械臂8。直线输出装置7是指具有输出直线动力的装置，典型的如液压缸或者气缸等，可以根据实际的需要进行选择，机械臂8是成熟的现有技术，可以采用现有的型号，最好是仿生机械臂，在此不再赘述。机械臂8在将外球面轴承2装配到座体1的过程中具体的动作过程与人工装配的过程相同。

在本实施例中，运输机构包括若干个与凹槽一一对应的传送装置9，传送装置9包括环状的传送带15，传送带15上开设有若干个用于供直线输出装置7穿过的通孔18，相邻的两个通孔18之间的距离大于外球面轴承2的外径。该传送装置9既能够对轴承座和外球面轴承2进行运输，还能使直线输出装置7直接向下传递轴承座或者外球面轴承2，有效提高了装配效率。需要说明的是，因为传送带15呈环状，所以最好使传送带15的上半部分位于加热机构的上方，下半部分位于加热机构的下方，从而避免下半部分对直线输出装置产生干扰，可以在底板4的下方增加一个支撑板，支撑板通过几个立柱将底板4支撑起来，传送带15的下半部分从底板4和支撑板之间穿过。

在本实施例中，相邻的两个通孔18之间设置有一个框体16，框体16固定设置在传送带15上，框体16内部形成用于容纳轴承座或者装配好的带座外球面轴承的容腔17。框体16用于避免轴承座或者外球面轴承2在运输过程中从侧方掉落。

在本实施例中，容腔17的底部开设有用于容纳座体1的浅凹坑19，浅凹坑19的中部开设有用于容纳外球面轴承2的深凹坑20。通过将容腔17设置为分层结构，可以在一个框体16内同时运输等待装配的轴承座和外球面轴承2，并且轴承座和外球面轴承2能够整齐地放入到框体16中，进而提高后续的装配精度。

在本实施例中，凹槽包括相互连通的基座容纳槽13和座体容纳槽14，基座容纳槽13用于容纳基座3，座体容纳槽14用于容纳座体1。

在本实施例中，加热池10的内壁上嵌设有用于检测润滑油12温度的温度传感器。

一种带座外球面轴承装配系统的装配方法，采用上述的带座外球面轴承装配系统，并包括步骤S1至S7。

S1、确定所述轴承座的材质及膨胀系数；

S2、根据所述轴承座的材质及膨胀系数确定加热温度；

S3、利用所述运输机构将所述轴承座和所述外球面轴承2运输到所述加热机构的上方；

S4、利用所述安装机构将所述轴承座转移到加热机构中；

S5、利用所述加热机构按照所述加热温度对所述轴承座进行加热；

S6、在所述轴承座受热膨胀后，利用所述安装机构将所述外球面轴承2安装到所述座体1中；

S7、利用所述运输机构将装配好的所述带座外球面轴承运输走。

本方法基于轴承座和外球面轴承2本身的材质特性来对加热过程进行控制，从而能够保证顺利装配。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

修改后，加热仅是为了减少磨损，装配仍然按照传统工艺进行装配，进而可以降低加热温度，解决高温加热带来的金相组织受到影响的问题，这么修改的原因是传统装配工艺已经非常成熟，设计一套机械设备用于执行该工艺很容易出现创造性不足的问题，而且很容易造成效率降低的结果，例如补充材料中的加工装置如果采用人工加工则与现有技术实际上是没区别的，同样需要两个工人的情况下反而多了自动撬杠这一部分，如果采用机械加工又需要多次调整轴承座的姿态，反而降低了加工效率。

Claims (2)

1.一种带座外球面轴承装配系统，所述带座外球面轴承包括轴承座和外球面轴承（2），所述轴承座由固定连接的座体（1）和基座（3）组成，所述外球面轴承（2）安装在所述座体（1）中，其特征在于：所述装配系统包括加热机构、安装机构和运输机构；

所述加热机构用于对所述轴承座进行加热以使所述座体（1）胀大；

所述安装机构用于将所述外球面轴承（2）安装到胀大后的所述座体（1）中；

所述运输机构用于运输所述轴承座与所述外球面轴承（2）；

所述系统包括支撑机构，所述支撑机构包括底板（4），所述底板（4）上垂直固设有两个支撑杆（5），两个所述支撑杆（5）的上端之间固定连接有横梁（6），所述加热机构固定设置在所述底板（4）上并且位于所述横梁（6）的下方，所述安装机构固定设置在所述横梁（6）的下表面；

所述加热机构包括加热池（10），所述加热池（10）的底部开设有若干个用于容纳所述轴承座的凹槽，所述加热池（10）内容纳有润滑油（12），所述加热池（10）外部设置有用于对所述加热池（10）进行加热的电热炉（11）；

所述安装机构包括若干个与所述凹槽一一对应的直线输出装置（7），所述直线输出装置（7）固定设置在所述横梁（6）的下表面并且垂直向下，所述直线输出装置（7）的输出端固定连接有用于夹持所述轴承座或者所述外球面轴承（2）的机械臂（8）；

所述运输机构包括若干个与所述凹槽一一对应的传送装置（9），所述传送装置（9）包括环状的传送带（15），所述传送带（15）上开设有若干个用于供直线输出装置（7）穿过的通孔（18），相邻的两个所述通孔（18）之间的距离大于所述外球面轴承（2）的外径；

相邻的两个所述通孔（18）之间设置有一个框体（16），所述框体（16）固定设置在所述传送带（15）上，所述框体（16）内部形成用于容纳所述轴承座或者装配好的所述带座外球面轴承的容腔（17）；

所述容腔（17）的底部开设有用于容纳所述座体（1）的浅凹坑（19），所述浅凹坑（19）的中部开设有用于容纳所述外球面轴承（2）的深凹坑（20）；

所述凹槽包括相互连通的基座容纳槽（13）和座体容纳槽（14），所述基座容纳槽（13）用于容纳所述基座（3），所述座体容纳槽（14）用于容纳所述座体（1）；

所述加热池（10）的内壁上嵌设有用于检测所述润滑油（12）温度的温度传感器。

2.一种带座外球面轴承装配方法，其特征在于：采用权利要求1所述的带座外球面轴承装配系统，并包括如下步骤：

S1、确定所述轴承座的材质及膨胀系数；

S2、根据所述轴承座的材质及膨胀系数确定加热温度；

S3、利用所述运输机构将所述轴承座和所述外球面轴承（2）运输到所述加热机构的上方；

S4、利用所述安装机构将所述轴承座转移到加热机构中；

S5、利用所述加热机构按照所述加热温度对所述轴承座进行加热；

S6、在所述轴承座受热膨胀后，利用所述安装机构将所述外球面轴承（2）安装到所述座体（1）中；

S7、利用所述运输机构将装配好的所述带座外球面轴承运输走。

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