CN114088043B - 一种轴承固定后摆动角度检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种轴承固定后摆动角度检查装置,属于机械加工技术领域。该装置包括轴承试验件、自定心三爪卡盘、摆动齿轮、角度传感器、驱动齿轮、设备台架、伺服电机、轴承连杆支架、轴承连杆、轴承和压力传感器。本发明解决了轴承摆动灵活性检查过程中力矩和内圈转动角度检查不精确的难题,轴承摆动灵活性检查过程中力矩和内圈转动角度检查精度显著提高,检测的自动化程度更高,检测效率也显著提高。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,涉及一种轴承固定后摆动角度检查装置。
背景技术
安装在飞机操纵系统等部件上的外环开槽型自润滑轴承、关节轴承等,在安装后需按照图1规定的方式进行摆动灵活性检查,轴承内圈在力矩Mkp作用下应该转到某一角度β。
目前,只能采用力臂一端挂砝码方式施力矩Mkp,再测量在力矩Mkp作用下转动的角度β。这种检查方式存在一定弊端,力臂在砝码重力作用下产生力矩Mkp,并使轴承内圈转动一定角度,由于砝码的重力方向只能垂直向下,随着轴承内圈转动,力矩Mkp会发生一定变化。其次,轴承内圈转动角度只能目视检查力臂转过的刻度来确定角度,测量精度不高。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种轴承固定后摆动角度检查装置,解决轴承摆动灵活性检查过程中力矩和内圈转动角度检查不精确的难题,检测效率也会显著提高。
本发明的技术方案为:
一种轴承固定后摆动角度检查装置,包括轴承试验件1、自定心三爪卡盘2、摆动齿轮3、角度传感器4、角度传感器支座5、驱动齿轮6、试验件紧固螺母7、设备台架8、伺服电机9、轴承连杆支架10、轴承连杆11、轴承连杆紧固螺母12、驱动齿轮支座13、轴承14和压力传感器15。
所述设备台架8由互相垂直的左支板8-1、右支板8-2以及互相平行的上平板8-3和下平板8-4焊接而成。
所述轴承试验件1包括壳体1-1、轴承内圈1-2和轴承外圈1-3;其中,轴承内圈1-2嵌套在轴承外圈1-3中并与轴承外圈1-3间隙配合,发生相对转动和摆动;轴承外圈1-3与壳体1-1过盈配合连接。
所述自定心三爪卡盘2固定在设备台架8的上平板8-3上;轴承试验件1装夹在自定心三爪卡盘2中,可以实现自动定心。自定心三爪卡盘2内部空间足够轴承连杆11摆动所需空间,不会发生干涉。
所述轴承连杆11由三段组成,由上至下依次为细段、中段和长方体段。其中,轴承连杆11细段为圆柱状,其上端穿过轴承试验件1的轴承内孔与试验件紧固螺母7连接,所述试验件紧固螺母7外径大于轴承内圈1-2直径、小于轴承外圈1-3直径。轴承连杆11细段外圆与轴承试验件1的轴承内孔间隙配合。
轴承连杆11中段为圆柱状,其直径大于轴承内圈1-2直径、小于轴承外圈1-3直径;轴承连杆11中段的上端面靠近轴承试验件1的轴承内圈1-2。
轴承连杆11长方体段顶部设有一圆孔,圆孔与轴承14的外环过盈配合连接;长方体段底部设有长方体型缺口。所述圆孔的中心线位置为轴承连杆11、摆动齿轮3和压力传感器15固定后摆动齿轮3的理论圆心轴线。长方体段的厚度与摆动齿轮3厚度相同,且端面重合。
所述轴承连杆支架10为粗段、中段和细段组成的阶梯轴;其中,轴承连杆支架10粗段端面与设备台架8的左支板8-1连接;轴承连杆支架10中段直径大于轴承14的内圈直径、小于轴承14的外圈直径,中段端面靠紧轴承14内圈;轴承连杆支架10细段穿过轴承14内孔与轴承连杆紧固螺母12连接,细段与轴承14内孔为间隙配合。所述轴承连杆紧固螺母12外径大于轴承14内圈直径、小于外圈直径。
所述摆动齿轮3为圆弧段,其外圆上有齿轮,内圆表面设有与轴承连杆11下端的长方体型缺口相配合的凸台。压力传感器15的螺纹端拧入凸台和轴承连杆11中,并通过螺栓连接固定。
所述角度传感器4由粗、细两段组成,其中,粗段通过角度传感器支座5连接在设备台架8下平板8-4上;细段可转动,并通过键与驱动齿轮6轴段的一端连接,用于检测驱动齿轮6转动的角度。
所述驱动齿轮6的两端为轴段,中间为齿轮。其一端轴段端面钻有孔并开有键槽,其穿过驱动齿轮支座13上的通孔与角度传感器4细段连接,驱动齿轮6一端轴段与驱动齿轮支座13上的通孔为间隙配合,驱动齿轮6的轴段可以在固定支座13的孔内转动;驱动齿轮6中间齿轮的模数与摆动齿轮3模数相同,中心线平行,中心距等于两齿轮节圆直径和的1/2;中间齿轮宽度与摆动齿轮3宽度相同,且端面重合;驱动齿轮6另一端轴段通过联轴器与伺服电机9连接。所述伺服电机9和固定支座13均固定在设备台架8的下平板8-4上。所述角度传感器4、驱动齿轮6、伺服电机9的轴线均在同一轴线上。
所述轴承连杆11轴线、轴承试验件1轴线、自定心三爪卡盘2装夹轴线同轴,且与轴承连杆支架10轴线、驱动齿轮6轴线垂直相交;所述轴承连杆支架10轴线与驱动齿轮6轴线平行,初始状态下的压力传感器15测量面在轴承连杆支架10轴线与驱动齿轮6轴线所形成平面内;所述伺服电机9转动带动驱动齿轮6转动,通过压力传感器15带动轴承连杆11摆动,摆动所形成的平面与轴承连杆支架10轴线和驱动齿轮6轴线均垂直。
本发明的有益效果:本发明提供了一种轴承固定后摆动角度检查装置,解决了轴承摆动灵活性检查过程中力矩和内圈转动角度检查不精确的难题,轴承摆动灵活性检查过程中力矩和内圈转动角度检查精度显著提高,检测的自动化程度更高,检测效率也显著提高。
附图说明
图1为轴承试验件剖视图。
图2为本发明整体结构和工作原理示意图。
图3为本发明所述装置结构示意图Ⅰ。
图4为本发明结构示意图Ⅱ。
图5为设备台架结构示意图。
图中:1-1壳体;1-2轴承内圈;1-3轴承外圈;1轴承试验件;2自定心三爪卡盘;3摆动齿轮;4角度传感器;5角度传感器支座;6驱动齿轮;7试验件紧固螺母;8设备台架;8-1左支板,8-2右支板,8-3上平板,8-4下平板;9伺服电机;10轴承连杆支架;11轴承连杆;12轴承连杆紧固螺母;13驱动齿轮支座;14轴承;15压力传感器。
具体实施方式
以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式,但不用于限定本发明。
如图2所示,一种轴承固定后摆动角度检查装置,包括轴承试验件1、自定心三爪卡盘2、摆动齿轮3、角度传感器4、角度传感器支座5、驱动齿轮6、试验件紧固螺母7、设备台架8、伺服电机9、轴承连杆支架10、轴承连杆11、轴承连杆紧固螺母12、驱动齿轮支座13、轴承14和压力传感器15。
如图5所示,设备台架8由互相垂直的左支板8-1、右支板8-2以及互相平行的上平板8-3和下平板8-4焊接而成。
如图1所示,轴承试验件1包括壳体1-1、轴承内圈1-2和轴承外圈1-3;其中,轴承内圈1-2嵌套在轴承外圈1-3中并与轴承外圈1-3间隙配合,发生相对转动和摆动;轴承外圈1-3与壳体1-1过盈配合连接。
所述自定心三爪卡盘2为成品件,通过螺栓固定在设备台架8的上平板8-3上。轴承试验件1装夹在自定心三爪卡盘2中,可以实现自动定心。自定心三爪卡盘2内部空间足够轴承连杆11摆动所需空间,不会发生干涉。
所述轴承连杆11由三段组成,由上至下依次为细段、中段和长方体段。其中,轴承连杆11的长方体段,靠近中段设有一圆孔,圆孔与轴承14外环过盈配合连接;所述圆孔的中心线位置为轴承连杆11、摆动齿轮3和压力传感器15固定后摆动齿轮3的理论圆心轴线。长方体段底部设有长方体型缺口,竖直面上有螺纹孔,与压力传感器15的螺纹端配合。所述轴承连杆11长方体厚度与摆动齿轮3厚度相同,且端面重合。
所述轴承连杆11中段为圆柱状,其直径大于轴承内圈1-2直径、小于轴承外圈1-3直径;轴承连杆11中段的上端面靠近轴承试验件1的轴承内圈1-2。
所述轴承连杆11细段为圆柱状,其上端穿过轴承试验件1的轴承内孔与试验件紧固螺母7连接,所述试验件紧固螺母7外径大于轴承内圈1-2直径、小于轴承外圈1-3直径。轴承连杆11细段外圆与轴承试验件1的轴承内孔间隙配合。
所述轴承连杆支架10为粗段、中段和细段组成的阶梯轴;轴承连杆支架10粗段端面有螺纹孔,与设备台架8的左支板8-1通过螺栓连接;轴承连杆支架10中段直径大于轴承14的内圈直径,小于轴承14的外圈直径,轴承连杆支架10中段端面靠紧轴承14内圈;轴承连杆支架10细段穿过轴承14内孔与轴承连杆紧固螺母12连接,细段与轴承14内孔为间隙配合。所述轴承连杆紧固螺母12外径大于轴承14内圈直径、小于外圈直径。
所述摆动齿轮3为圆弧段,外圆上有齿轮,内圆表面有凸台,凸台开有螺纹孔,用于固定力矩传感器15。
所述角度传感器4为成品件,为粗、细两段。粗段通过螺栓连接在角度传感器支座5上,所述角度传感器支座5为L型支板,底部有螺纹孔,与设备台架8下平板8-4通过螺栓固定;细段可转动,并有键,通过键与驱动齿轮6轴段的一端连接,用于检测驱动齿轮6转动的角度。
所述驱动齿轮6分为三段,两端为轴段,中间为齿轮。其一端轴段端面钻有孔并开有键槽,其穿过驱动齿轮支座13上的通孔与角度传感器4细段连接,驱动齿轮6一端轴段与驱动齿轮支座13上的通孔间隙配合,驱动齿轮6的轴段可以在固定支座13的孔内转动。驱动齿轮6中间齿轮模数与摆动齿轮3模数相同,中心线平行,中心距等于两齿轮节圆直径和的1/2;中间齿轮宽度与摆动齿轮3宽度相同,且端面重合;驱动齿轮6另一端轴段带有键槽,通过联轴器与伺服电机9连接。
所述伺服电机9和固定支座13均固定在设备台架8的下平板8-4上。所述角度传感器4、驱动齿轮6、伺服电机9的轴线均在同一轴线上。
上述检查装置的工作过程如下:
初始状态下的压力传感器15测量面在轴承连杆支架10轴线与驱动齿轮6轴线所形成平面内;将轴承试验件1套入轴承连杆11,并将轴承连杆11上端与试验件固定螺母7紧固后,拧紧自定心三爪卡盘2固定轴承试验件1。
然后启动伺服电机9带动驱动齿轮6转动,进一步带动角度传感器4转动和摆动齿轮3摆动,摆动齿轮3进一步带动压力传感器15和轴承连杆11摆动,轴承连杆11带动轴承试验件1的轴承内圈1-2摆动;
轴承试验件1的轴承内圈1-2摆动角度从0°到预设角度期间,压力传感器15收集压力并可换算出摆动力矩Mkp,再与技术条件中规定的摆动力矩进行对比。
当轴承试验件1的轴承内圈摆动到预设角度后,反转伺服电机9,带动结构恢复初始状态。
测量原理:
压力传感器15可以测量轴承试验件1的轴承内圈摆动灵活性检查过程中的所受压力,乘以力臂则计算出摆动力矩Mkp。
角度传感器4转动角度和驱动齿轮6转动角度相同,可以测量出驱动齿轮6的转动角度;驱动齿轮6的齿轮与摆动齿轮3的模数相同,通过摆动齿轮3理论齿数与驱动齿轮6齿数可以换算出摆动齿轮3的摆动角度,该摆动角度即为轴承试验件1的轴承内圈的摆动角度β。
综上所述,以上仅为发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,该装置包括轴承试验件(1)、自定心三爪卡盘(2)、摆动齿轮(3)、角度传感器(4)、驱动齿轮(6)、试验件紧固螺母(7)、设备台架(8)、伺服电机(9)、轴承连杆支架(10)、轴承连杆(11)、轴承连杆紧固螺母(12)、轴承(14)和压力传感器(15);
所述设备台架(8)由互相垂直的左支板(8-1)、右支板(8-2)以及互相平行的上平板(8-3)和下平板(8-4)连接而成;
所述轴承试验件(1)包括壳体(1-1)、轴承内圈(1-2)和轴承外圈(1-3);其中,轴承内圈(1-2)嵌套在轴承外圈(1-3)中并与轴承外圈(1-3)间隙配合,发生相对转动和摆动;轴承外圈(1-3)与壳体(1-1)过盈配合连接;
所述自定心三爪卡盘(2)固定在设备台架的上平板(8-3)上;轴承试验件(1)装夹在自定心三爪卡盘(2)中,实现自动定心;
所述轴承连杆(11)由三段组成,由上至下依次为细段、中段和长方体段;其中,细段为圆柱状,其上端穿过轴承试验件(1)的轴承内孔与试验件紧固螺母(7)连接,所述试验件紧固螺母(7)外径大于轴承内圈(1-2)直径、小于轴承外圈(1-3)直径;细段外圆与轴承试验件(1)的轴承内孔间隙配合;中段为圆柱状,其直径大于轴承内圈(1-2)直径、小于轴承外圈(1-3)直径;长方体段顶部设有一圆孔,圆孔与轴承(14)的外环过盈配合连接;长方体段底部设有长方体型缺口;
所述轴承连杆支架(10)为粗段、中段和细段组成的阶梯轴;其中,粗段与设备台架的左支板(8-1)连接;中段直径大于轴承(14)的内圈直径、小于轴承(14)的外圈直径,中段端面靠紧轴承(14)内圈;细段穿过轴承(14)内孔与轴承连杆紧固螺母(12)连接,细段与轴承(14)内孔间隙配合;所述轴承连杆紧固螺母(12)外径大于轴承(14)内圈直径、小于轴承(14)外圈直径;
所述摆动齿轮(3)为圆弧段,其外圆上有齿轮,内圆表面设有与轴承连杆(11)下端的长方体型缺口相配合的凸台;所述压力传感器(15)连接在凸台和轴承连杆(11)中;
所述角度传感器(4)由粗、细两段组成,其中,粗段连接在下平板(8-4)上;细段能转动,并与驱动齿轮(6)轴段连接,用于检测驱动齿轮转动的角度;
所述驱动齿轮(6)的两端为轴段,中间为齿轮;其一端轴段与角度传感器(4)细段连接;另一端轴段通过联轴器与伺服电机(9)连接;所述角度传感器(4)、驱动齿轮(6)、伺服电机(9)的轴线均在同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,轴承连杆(11)长方体段上的圆孔的中心线位置为轴承连杆(11)、摆动齿轮(3)和压力传感器(15)固定后摆动齿轮(3)的理论圆心轴线;长方体段的厚度与摆动齿轮(3)厚度相同,且端面重合。
3.根据权利要求1或2所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,驱动齿轮(6)中间齿轮的模数与摆动齿轮(3)模数相同,中心线平行,中心距等于两齿轮节圆直径和的1/2;驱动齿轮(6)中间齿轮宽度与摆动齿轮(3)宽度相同,且端面重合。
4.根据权利要求1或2所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,角度传感器(4)粗段通过角度传感器支座(5)连接在下平板(8-4)上;驱动齿轮(6)一端轴段穿过驱动齿轮支座(13)上的通孔与角度传感器(4)细段连接,驱动齿轮(6)轴段与驱动齿轮支座(13)上的通孔为间隙配合,驱动齿轮的轴段能在驱动齿轮支座的孔内转动。
5.根据权利要求3所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,角度传感器(4)粗段通过角度传感器支座(5)连接在下平板(8-4)上;驱动齿轮(6)一端轴段穿过驱动齿轮支座(13)上的通孔与角度传感器(4)细段连接,驱动齿轮(6)轴段与驱动齿轮支座(13)上的通孔为间隙配合,驱动齿轮的轴段能在驱动齿轮支座的孔内转动。
6.根据权利要求4所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,所述伺服电机(9)和驱动齿轮支座(13)均固定在下平板(8-4)上。
7.根据权利要求1、2或5所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,轴承连杆(11)轴线、轴承试验件(1)轴线、自定心三爪卡盘(2)装夹轴线同轴,且与轴承连杆支架(10)轴线、驱动齿轮(6)轴线垂直相交;所述轴承连杆支架(10)轴线与驱动齿轮(6)轴线平行,初始状态下的压力传感器(15)测量面在轴承连杆支架(10)轴线与驱动齿轮(6)轴线所形成平面内。
8.根据权利要求6所述的一种轴承固定后摆动角度检查装置,其特征在于,轴承连杆(11)轴线、轴承试验件(1)轴线、自定心三爪卡盘(2)装夹轴线同轴,且与轴承连杆支架(10)轴线、驱动齿轮(6)轴线垂直相交;所述轴承连杆支架(10)轴线与驱动齿轮(6)轴线平行,初始状态下的压力传感器(15)测量面在轴承连杆支架(10)轴线与驱动齿轮(6)轴线所形成平面内。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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