CN113503847A - 一种轴承轴向间隙测量夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轴承轴向间隙测量夹具，包括支座组件、压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；压紧机构包括轴承外圈压紧机构和轴承内圈压紧机构，其中轴承内圈压紧机构包括定位件、螺钉和滑动轴；杠杆施力传动机构包括连杆、支架转轴、砝码、套管、砝码支架，通过改变砝码的位置，使得砝码支架摆动，带动支架转轴转动，进而带动连杆摆动，使滑动轴上下移动；测量机构安装在定位件台阶通孔下端，通过测量滑动轴的上下移动位移得到轴承内圈的轴向间隙。本发明采用杠杆加力机构和数显表读数，将轴承的轴向间隙直接在数显表上读取，能够实现对采用在壳体中不可拆卸固定方式的轴承稳定装夹，且测试原理正确，方法可行，测量误差小。

Description

一种轴承轴向间隙测量夹具

技术领域

本发明涉及航空修理用轴承的检测测量技术领域，特别是涉及一种轴承轴向间隙的测量夹具。

背景技术

在航空制造和修理领域，由于空间和重量要求，许多轴承在壳体中采用不可拆卸的固定方法，均为壳体材料变形包裹轴承外圈达到固定轴承的目的。

随着技术水平的提高，一种新的轴承在壳体中不可拆卸的固定方法应用在航空制造和修理领域，如图1所示，该方法采用将轴承外圈材料变形包裹壳体来固定轴承；由于该工艺操作过程中容易使轴承外圈发生变形，影响轴承原有的配合间隙值，工艺要求对产品进行轴向间隙测量。现有轴承轴向间隙测具，对于这种采用在壳体中不可拆卸固定方式的轴承，难以稳定装夹，测量时无法准确给被测轴承双向加载，且操作繁琐，测量误差大，不能满足生产需要。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种操作简单，使用方便的轴承轴向间隙测量夹具，采用杠杆加力机构和数显表读数，将轴承的轴向间隙直接在数显表上读取，能够实现对这种采用在壳体中不可拆卸固定方式的轴承稳定装夹，且测试原理正确，方法可行，测量误差小。

本发明的技术方案为：

所述一种轴承轴向间隙测量夹具，包括支座组件、压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；

所述支座组件用于安装压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；

所述压紧机构包括轴承外圈压紧机构和轴承内圈压紧机构；

所述轴承外圈压紧机构固定安装在侧板上，包括上连接板、高度调节支撑结构、压板、压紧螺栓；

所述上连接板固定在左右侧板顶部一侧，并处与左右侧板之间，作为高度调节支撑结构、压板、压紧螺栓的安装面；

所述高度调节支撑结构安装在上连接板外端，用于支撑压板的后端，并能够改变压板后端的高度，进而能够适应不同厚度轴承；

所述压板前端具有弧形槽，用于避让轴承内圈，弧形槽两侧的压臂用于接触轴承外圈；所述压紧螺栓将在压板中部将压板与上连接板连接，将压板紧压在高度调节支撑结构和轴承外圈上；

所述轴承内圈压紧机构固定安装在侧板上，包括定位件、螺钉和滑动轴；

所述定位件为六面体结构，前后侧面具有安装孔，用于固定在左右侧板顶部另一侧，并处与左右侧板之间，所述定位件作为螺钉、滑动轴以及测量机构的安装载体；

所述定位件上下端面之间开有台阶通孔，并且通过设计台阶通孔的大孔径段的孔径，使大孔径段端面只与待测轴承的外圈接触并支撑轴承外圈；所述定位件的左右某一侧侧面开有与所述台阶通孔联通的施力孔，用于杠杆施力传动机构中的连杆伸入施力孔并插入滑动轴中，能够带动滑动轴沿所述台阶通孔上下移动；在定位件下部还开有与所述台阶通孔联通的紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉，将测量机构固定在所述台阶通孔的下端；

所述滑动轴为三段结构；下段能够与所述定位件中的台阶通孔小孔径段间隙配合，且下段侧壁上还开有通孔，能够与从施力孔伸出的连杆配合；中段能够搭载在所述定位件的台阶通孔的台阶面上，并与待测轴承内圈尺寸匹配，作为对待测轴承内圈的施力部件；上段能够插入待测轴承内孔，且上段长度不大于待测轴承的轴向长度；所述滑动轴上端端面还开有螺纹孔，用于与螺钉配合；

所述螺钉下端具有外螺纹，能够旋入滑动轴上端端面螺纹孔中；在螺钉的外螺纹段上部具有径向凸起，当螺钉与滑动轴螺纹连接后，螺钉的径向凸起与滑动轴中段能够分别处于待测轴承内圈的上下端面，并将轴承内圈夹紧，当连杆带动滑动轴上下移动时，滑动轴以及螺钉能够共同带动轴承内圈相对轴承外圈移动；

所述测量机构安装在所述定位件的台阶通孔下端，通过测量滑动轴的上下移动位移得到轴承内圈的轴向间隙；

所述杠杆施力传动机构安装在左右侧板的外部，包括连杆、支架转轴、砝码、套管、砝码支架；所述砝码支架与套管组成一个矩形框架结构，砝码套在套管上，并能够沿套管移动；砝码支架的中部与支架转轴紧固连接，并能够驱动支架转轴同步转动；所述支架转轴穿过左右侧板后通过螺栓轴向定位，且支架转轴与左右侧板转动配合；所述支架转轴中部具有键槽，在键槽部位通过平键连接连杆；所述连杆一端侧面开孔，并在孔内也设置键槽，支架转轴插入连杆一端侧面的开孔中，与连杆紧配合，并通过平键连接连杆；而连杆另一端穿过定位件上的施力孔，并插入滑动轴下段侧壁的通孔中；通过改变砝码的位置，使得砝码支架摆动，带动支架转轴转动，进而带动连杆摆动，使滑动轴上下移动；

将砝码移动至套管一端极限位置，从而通过杠杆施力传动机构将轴承内圈向上加载到最大位置，调整数显表测量头与滑动轴端面接触并清零，再将砝码推至套管另一端，将轴承内圈向下加载到最大位置，得到的数显表读数即为轴承径向间隙。

进一步的，所述连杆中插入滑动轴下段侧壁通孔的一端采用球头端，且滑动轴下段侧壁的通孔也采用方形孔，球头端与滑动轴下段侧壁的方形通孔的上下壁面能够同时接触。

进一步的，所述套管另一端设置有卡槽，在砝码上设置有定位珠，当定位珠卡入套管的卡槽中时，读数显表读数即为轴承径向间隙。

进一步的，所述支座组件包括底板、侧板；侧板底部具有连接平板，左右两侧板通过连接平板固定安装在底板上，增加安装稳定性。

进一步的，侧板本身为上宽下窄的形状，其中上部较宽区域用于安装连接压紧机构和杠杆施力传动机构，下部较窄而形成的空档区域便于安装测量机构。

进一步的，所述高度调节支撑结构包括调节螺母和支撑螺栓，支撑螺栓安装在上连接板外端的螺纹孔中，调节螺母安装在支撑螺栓上，通过调节螺母能够调整支撑螺栓的支撑高度。

进一步的，压板上供压紧螺栓穿过的孔采用长条孔，压板能够沿长条孔移动，使压板只压在轴承外圈上，适应不同型号尺寸轴承。

进一步的，所述施力孔采用上下方向的长条孔。

进一步的，所述测量机构包括表夹、表夹螺母和数显表，所述表夹通过紧定螺钉固定在定位件的台阶通孔下端，所述数显表通过表夹螺母安装在表夹上，数显表的测量头能够与所述滑动轴的下端面接触。

有益效果

本发明提出的轴承轴向间隙测具能够快速、准确的测量轴承轴向间隙，提高了生产效率，能够防人为差错，检测成本低、效率高，使得批量产品质量得到有效控制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：被测产品图；

图2：本发明专利夹具的结构示意主视图；

图3：本发明专利夹具的结构示意俯视图；

图4：本发明专利夹具的结构示意左视图；

图5：本发明专利夹具的结构示意轴测图；

图6：定位件结构示意图；(a)为剖视图，(b)为侧视图，(c)为A-A剖视图；(d)轴视图；

图7：支架转轴示意图；(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为A-A剖视图；(d)轴视图；

图8：滑动轴示意图；(a)为主视图，(b)为剖视图，(c)为轴视图；

图9：螺钉示意图；(a)为剖视图，(b)为轴视图。

其中：1、底板；2、侧板；3、上连接板；4、调节螺母；5、支撑螺栓；6、压板；7、压紧螺栓；8、螺钉；9、滑动轴；10、连杆；11、定位件；12、表夹；13、表夹螺母；14、支架转轴；15、砝码；16、套管；17、砝码支架；18、长螺杆；19、隔套；20、转轴衬套；21、弹性挡圈；22、定位珠；23、六角螺母；24、六角头螺栓；25、内六角圆柱体螺钉；26、平键；27、数显表。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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装置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。

本实施例中的轴承轴向间隙测量夹具，通过设计的压紧机构先压紧产品，再利用砝码、杠杠机构向固定好轴承的产品施加正负方向的垂直负载，且对于不同轴承，加载的垂直负载相同，这样通过数显表读数即为轴承轴向间隙数值。

具体而言，该轴承轴向间隙测量夹具包括支座组件、压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构。

所述支座组件用于安装压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；具体如图2所示，包括底板1、侧板2；侧板底部具有连接平板，左右两侧板通过在连接平板上布置内六角圆柱体螺钉而固定安装在底板上；如图5所示，侧板本身为上宽下窄的形状，其中上部较宽区域用于安装连接压紧机构和杠杆施力传动机构，下部较窄而形成的空档区域便于安装测量机构。

所述压紧机构用于压紧被测的轴承，该轴承由于是采用将轴承外圈材料变形来包裹壳体的方式实现轴承固定的，所以需要连带着轴承所安装的结构件共同夹持压紧。

所述压紧机构包括轴承外圈压紧机构和轴承内圈压紧机构。

所述轴承外圈压紧机构固定安装在侧板上，如图2所示，具体包括上连接板3、调节螺母4、支撑螺栓5、压板6、压紧螺栓7。

所述上连接板3通过两侧的六角头螺栓24固定在左右侧板顶部一侧，并处与左右侧板之间，作为调节螺母4、支撑螺栓5、压板6、压紧螺栓7的安装面。所述上连接板3的外端和中部具有螺纹孔，其中外端的螺纹孔中安装有支撑螺栓5，支撑螺栓5上端用于支撑压板6一端；在支撑螺栓5上还装有调节螺母4，通过调节螺母4能够调整支撑螺栓5的的支撑高度，从而改变压板6的高度，进而能够适应不同厚度轴承。如图3和图5所示，所述压板6前端具有弧形槽，用于避让轴承内圈，弧形槽两侧的压臂用于接触轴承外圈，并在压紧螺栓7作用下，从将轴承外圈上部将其压紧。所述压紧螺栓7穿过压板6连接到上连接板3中部的螺纹孔中，通过旋紧压紧螺栓7实现将压板6紧压在支撑螺栓5和轴承外圈上。为了适应不同型号尺寸轴承，压板6上供压紧螺栓7穿过的孔采用长条孔，这样压板6能够沿长条孔移动，这样压板前端弧形槽能够前后移动，从而只压在轴承外圈上，适应不同型号尺寸轴承。

所述轴承内圈压紧机构固定安装在侧板上，如图2所示，具体包括定位件11、螺钉8和滑动轴9。

如图6所示，所述定位件11为近似立方体结构，前后侧面具有安装孔，用于通过六角头螺栓24，将定位件11固定在左右侧板顶部另一侧，并处与左右侧板之间，作为螺钉8、滑动轴9以及测量机构的安装载体。在定位件上下端面之间开有台阶通孔，且台阶通孔与所述滑动轴配合；并且通过设计台阶通孔的大孔径段的孔径，使大孔径段端面只与待测轴承的外圈接触，这样定位件11上表面能够支撑待测轴承外圈。所述定位件11的左右某一侧侧面开有与所述台阶通孔联通的施力孔，用于杠杆施力传动机构中的连杆10伸入施力孔并插入滑动轴中，能够带动滑动轴沿所述台阶通孔上下移动，施力孔优化取为上下方向的长条孔。在定位件下部还开有与所述台阶通孔联通的紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉，将表夹12固定在所述台阶通孔的下端。

如图8所示，所述滑动轴为三段结构；下段能够与所述定位件中的台阶通孔小孔径段间隙配合，且下段侧壁上还开有通孔，能够与从施力孔伸出的连杆10配合；中段能够搭载在所述定位件中的台阶通孔的台阶面上，并与待测轴承内圈尺寸匹配，作为对待测轴承内圈的施力部件；上段能够插入待测轴承内孔，且上段长度不大于待测轴承的轴向长度。所述滑动轴上端端面还开有螺纹孔，用于与螺钉8配合。

如图9所示，所述螺钉8下端具有外螺纹，能够旋入滑动轴上端端面螺纹孔中；在螺钉8的外螺纹段上部具有径向凸起，当螺钉8与滑动轴螺纹连接后，螺钉8的径向凸起与滑动轴中段分别处于待测轴承内圈的上下端面，并将轴承内圈夹紧，当连杆10带动滑动轴上下移动时，滑动轴以及螺钉能够共同带动轴承内圈相对轴承外圈移动。

所述测量机构安装在所述定位件11的台阶通孔下端，具体包括表夹12、表夹螺母13和数显表27，用于测量轴承内圈的轴向位移。所述表夹12通过紧定螺钉固定在定位件11的台阶通孔下端，所述数显表27通过表夹螺母13安装在表夹12上，数显表27的测量头能够与所述滑动轴的下端面接触。

所述杠杆施力传动机构安装在左右侧板的外部，如图2、图3、图4和图5所示，具体而言，杠杆施力传动机构包括连杆10、支架转轴14、砝码15、套管16、砝码支架17。所述砝码支架17与套管16组成一个矩形框架结构，砝码15套在套管16上，并能够沿套管16移动；砝码支架17的中部与支架转轴14紧固连接，并能够驱动支架转轴14同步转动；所述支架转轴14穿过左右侧板后通过螺栓轴向定位，且支架转轴14与左右侧板转动配合；所述支架转轴中部具有键槽，在键槽部位通过平键连接连杆10；所述连杆10一端侧面开孔，并在孔内也设置键槽，支架转轴插入连杆一端侧面的开孔中，与连杆紧配合，并通过平键连接连杆；而连杆另一端穿过定位件上的施力孔，插入滑动轴下段侧壁的通孔中，且连杆这一端采用球头端，而且滑动轴下段侧壁的通孔也采用方形孔，这样球头端与滑动轴下段侧壁的方形通孔的上下壁面能够同时接触，避免了连杆摆动带来的误差。施力时，通过改变砝码的位置，使得砝码支架摆动，带动支架转轴转动，进而带动连杆摆动，使滑动轴上下移动。

具体的测量过程为：

通过轴承外圈压紧机构和轴承内圈压紧机构将连带有外部壳体的待测轴承夹紧，其中压板和定位件的大孔径端面夹持轴承外圈，滑动轴中段和螺钉径向凸起夹持轴承内圈；

将砝码推至图3所示的极限位置，此时将轴承内圈向上加载到最大位置，调整数显表测量头与滑动轴端面接触并清零，再将砝码推至另一端，将轴承内圈向下加载到最大位置，得到的数显表读数即为轴承径向间隙；而为了确保对同批轴承施加相同的检测力，在套管远端设置有卡槽，在砝码上设置有定位珠22，当定位珠卡入套管的卡槽中时，读数显表读数即为轴承径向间隙。

当轴承规格不同时，只要改变与轴承内孔配合的滑动轴尺寸，即可测量不同产品的轴承轴向间隙。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：包括支座组件、压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；

所述支座组件用于安装压紧机构、测量机构和杠杆施力传动机构；

所述压紧机构包括轴承外圈压紧机构和轴承内圈压紧机构；

所述轴承外圈压紧机构固定安装在侧板上，包括上连接板、高度调节支撑结构、压板、压紧螺栓；

所述上连接板固定在左右侧板顶部一侧，并处与左右侧板之间，作为高度调节支撑结构、压板、压紧螺栓的安装面；

所述高度调节支撑结构安装在上连接板外端，用于支撑压板的后端，并能够改变压板后端的高度，进而能够适应不同厚度轴承；

所述压板前端具有弧形槽，用于避让轴承内圈，弧形槽两侧的压臂用于接触轴承外圈；所述压紧螺栓将在压板中部将压板与上连接板连接，将压板紧压在高度调节支撑结构和轴承外圈上；

所述轴承内圈压紧机构固定安装在侧板上，包括定位件、螺钉和滑动轴；

所述定位件为六面体结构，前后侧面具有安装孔，用于固定在左右侧板顶部另一侧，并处与左右侧板之间，所述定位件作为螺钉、滑动轴以及测量机构的安装载体；

所述定位件上下端面之间开有台阶通孔，并且通过设计台阶通孔的大孔径段的孔径，使大孔径段端面只与待测轴承的外圈接触并支撑轴承外圈；所述定位件的左右某一侧侧面开有与所述台阶通孔联通的施力孔，用于杠杆施力传动机构中的连杆伸入施力孔并插入滑动轴中，能够带动滑动轴沿所述台阶通孔上下移动；在定位件下部还开有与所述台阶通孔联通的紧定螺钉孔，用于插入紧定螺钉，将测量机构固定在所述台阶通孔的下端；

所述滑动轴为三段结构；下段能够与所述定位件中的台阶通孔小孔径段间隙配合，且下段侧壁上还开有通孔，能够与从施力孔伸出的连杆配合；中段能够搭载在所述定位件的台阶通孔的台阶面上，并与待测轴承内圈尺寸匹配，作为对待测轴承内圈的施力部件；上段能够插入待测轴承内孔，且上段长度不大于待测轴承的轴向长度；所述滑动轴上端端面还开有螺纹孔，用于与螺钉配合；

所述螺钉下端具有外螺纹，能够旋入滑动轴上端端面螺纹孔中；在螺钉的外螺纹段上部具有径向凸起，当螺钉与滑动轴螺纹连接后，螺钉的径向凸起与滑动轴中段能够分别处于待测轴承内圈的上下端面，并将轴承内圈夹紧，当连杆带动滑动轴上下移动时，滑动轴以及螺钉能够共同带动轴承内圈相对轴承外圈移动；

所述测量机构安装在所述定位件的台阶通孔下端，通过测量滑动轴的上下移动位移得到轴承内圈的轴向间隙；

所述杠杆施力传动机构安装在左右侧板的外部，包括连杆、支架转轴、砝码、套管、砝码支架；所述砝码支架与套管组成一个矩形框架结构，砝码套在套管上，并能够沿套管移动；砝码支架的中部与支架转轴紧固连接，并能够驱动支架转轴同步转动；所述支架转轴穿过左右侧板后通过螺栓轴向定位，且支架转轴与左右侧板转动配合；所述支架转轴中部具有键槽，在键槽部位通过平键连接连杆；所述连杆一端侧面开孔，并在孔内也设置键槽，支架转轴插入连杆一端侧面的开孔中，与连杆紧配合，并通过平键连接连杆；而连杆另一端穿过定位件上的施力孔，并插入滑动轴下段侧壁的通孔中；通过改变砝码的位置，使得砝码支架摆动，带动支架转轴转动，进而带动连杆摆动，使滑动轴上下移动；

将砝码移动至套管一端极限位置，从而通过杠杆施力传动机构将轴承内圈向上加载到最大位置，调整数显表测量头与滑动轴端面接触并清零，再将砝码推至套管另一端，将轴承内圈向下加载到最大位置，得到的数显表读数即为轴承径向间隙。

2.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述连杆中插入滑动轴下段侧壁通孔的一端采用球头端，且滑动轴下段侧壁的通孔也采用方形孔，球头端与滑动轴下段侧壁的方形通孔的上下壁面能够同时接触。

3.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述套管另一端设置有卡槽，在砝码上设置有定位珠，当定位珠卡入套管的卡槽中时，读数显表读数即为轴承径向间隙。

4.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述支座组件包括底板、侧板；侧板底部具有连接平板，左右两侧板通过连接平板固定安装在底板上，增加安装稳定性。

5.根据权利要求4所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：侧板本身为上宽下窄的形状，其中上部较宽区域用于安装连接压紧机构和杠杆施力传动机构，下部较窄而形成的空档区域便于安装测量机构。

6.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述高度调节支撑结构包括调节螺母和支撑螺栓，支撑螺栓安装在上连接板外端的螺纹孔中，调节螺母安装在支撑螺栓上，通过调节螺母能够调整支撑螺栓的支撑高度。

7.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：压板上供压紧螺栓穿过的孔采用长条孔，压板能够沿长条孔移动，使压板只压在轴承外圈上，适应不同型号尺寸轴承。

8.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述施力孔采用上下方向的长条孔。

9.根据权利要求1所述一种轴承轴向间隙测量夹具，其特征在于：所述测量机构包括表夹、表夹螺母和数显表，所述表夹通过紧定螺钉固定在定位件的台阶通孔下端，所述数显表通过表夹螺母安装在表夹上，数显表的测量头能够与所述滑动轴的下端面接触。

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