CN114370831A - 一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轴承性能检测设备领域，具体地说是一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，包括底板、气浮转台部件、支撑立座、升降部件、移动座及用于测量接触角的测量部件。本发明通过采用气浮转台旋转带动待测轴承一起匀速旋转，可降低驱动部件对测量结果的影响，从而使测量数据更真实可靠，可以最大限度地排除回转驱动所带来的测量干扰；通过伺服电机和直线模组驱动，可精确控制移动座上下移动，导轨滑块结合直线模组保证了垂直方向Z向运动直线度高，使检测位置的重复性更好；通过测量部件的整体设置，测量部件与待测轴承接触冲击力小，传感器的使用寿命增长，振动小，因此也减少了因为振动引起的检测误差。
Description
技术领域
本发明属于轴承性能检测设备领域，具体地说是一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置。
背景技术
角接触球轴承在承受轴向载荷时，内、外圈沟道与钢球的实际接触点连线与平行于该轴承端面的径向平面之间的夹角即是该轴承的实际接触角。角接触球轴承的接触角的大小直接影响到轴承的承载能力、刚性和工作可靠性，其接触角的值应在生产过程中按要求进行控制。目前行业内主要通过控制径向游隙的方法来控制接触角，但所测轴承的径向游隙与理论值有一定的差值，并且沟曲率半径在生产中误差也比较大，所以用测径向游隙来控制接触角很难达到理想要求。目前一般采用手工测量，效率较低，工作量大，很难满足角接触球轴承自动化装配线的使用场景。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，包括底板、气浮转台部件、支撑立座、升降部件、移动座及用于测量接触角的测量部件，所述气浮转台部件及支撑立座分别安装于所述底板上，所述气浮转台部件带动放置于气浮转台部件上的待测轴承的内圈旋转，所述升降部件安装于所述支撑立座上、带动所述移动座上下移动，所述测量部件安装于所述移动座上。
本发明还包括标定部件，所述标定部件包括气缸安装板、推送气缸、推送块及对标座，所述气缸安装板安装于所述支撑立座上，所述推送气缸安装于所述气缸安装板上，所述推送块的一端与所述推送气缸的输出端连接、另一端与所述对标座连接，所述对标座上安装有用于标定的标准轴承；所述推送气缸的输出端伸出，通过所述推送块带动所述对标座将对标座上的标准轴承送至所述气浮转台部件上。
所述推送块上安装有若干个导杆，各所述导杆的一端分别穿过所述气缸安装板。
各所述导杆穿过所述气缸安装板的一端上分别设有限位块A。
所述气缸安装板上设有与各所述导杆分别对应设置的导向轴承，各所述导杆分别穿过对应的导向轴承。
所述升降部件包括分别安装于所述支撑立座上的伺服电机及直线模组，所述伺服电机输出端与所述直线模组的输入端连接，所述直线模组的输出端与所述移动座连接。
所述支撑立座上安装有导轨，所述移动座上安装有与所述导轨滑动连接的滑块。
所述气浮转台部件包括气浮转台、基板及基准盘，所述气浮转台安装于所述底板上，所述基板安装于所述气浮转台的输出端上，所述基准盘安装于所述基板上、并带动待测轴承的内圈旋转。
所述测量部件包括法兰板、斜坡法兰、传感器、加载套、坡形块及保持架压头，所述法兰板安装于所述移动座上，所述斜坡法兰的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部A，所述法兰板的内侧设有与所述斜坡面部A相契合的倾斜内孔A，所述法兰板上安装有若干组用于对所述斜坡法兰顶端进行限位的斜坡法兰限位件，所述斜坡法兰的底端与所述加载套的顶端连接，所述加载套底端压住待测轴承的外圈；
所述坡形块及所述传感器分别设置于所述加载套的内侧，所述坡形块的顶端安装有与所述传感器配合使用的标记块，所述坡形块的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部B，所述加载套的内侧设有与所述斜坡面部B相契合的倾斜内孔B，所述坡形块的下端穿过所述倾斜内孔B、并与所述保持架压头连接，所述保持架压头压住待测轴承的保持架。
每组所述斜坡法兰限位件均包括限位柱及限位块B，所述限位柱的一端与所述法兰板连接、另一端与所述限位块B连接，所述限位块B挡住所述斜坡法兰顶端。
本发明的优点与积极效果为：
本发明通过采用气浮转台旋转带动待测轴承一起匀速旋转，气浮转台回转精度高，径向跳动和轴向跳动量可以达到小于0.1微米的精度，高精度回转会降低驱动部件对测量结果的影响，从而使测量数据更真实可靠，可以最大限度地排除回转驱动所带来的测量干扰，气浮转台内是伺服电机驱动，配有光栅尺，旋转分辨率高，转速控制精确，同时气浮转台承载刚度大，姿态稳定；
2.本发明通过伺服电机和直线模组驱动，导轨滑块导向带动测量笔部件的Z方向上下运动，伺服电机转速可调，在测量时候，向下移动位置控制精确，速度可逐渐减缓，导轨滑块结合直线模组保证了垂直方向Z向运动直线度高，使检测位置的重复性更好；通过测量部件的整体设置，测量部件与待测轴承接触冲击力小，传感器的使用寿命增长，振动小，因此也减少了因为振动引起的检测误差；
3.本发明可将数据上传上位机或者服务器，实时记录存储数据，并根据所测数据判断轴承接触角是否满足装配工艺。这样就可以适用自动化装配线的装配节拍，保证装配效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的侧视结构示意图；
图5为本发明的标定部件的设置结构示意图；
图6为本发明的测量部件的设置结构示意图；
图7为图6的A处放大图；
图8为图6的B处放大图。
图中：1为底板、2为通道板、3为支撑立座、4为移动座、5为气缸安装板、6为推送气缸、7为推送块、8为对标座、9为导杆、10为限位块A、11为导向轴承、12为伺服电机、13为直线模组、14为导轨、15为滑块、16为气浮转台、17为基板、18为基准盘、19为法兰板、20为斜坡法兰、21为传感器、22为加载套、23为坡形块、24为保持架压头、25为标记块、26为限位柱、27为限位块B、28为通道板立柱、29为气缸安装板立柱、30为传感器固定架；
001为待测轴承、0011为待测轴承的内圈、0012为待测轴承的外圈、0013为待测轴承的保持架、002为标准轴承。
具体实施方式
下面结合附图1-8对本发明作进一步详述。
一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，如图1-4所示，本实施例中包括底板1、气浮转台部件、支撑立座3、升降部件、移动座4及用于测量接触角的测量部件，气浮转台部件及支撑立座3分别安装于底板1上，气浮转台部件带动放置于气浮转台部件上的待测轴承的内圈0011旋转，升降部件安装于支撑立座3上、带动移动座4上下移动，测量部件安装于移动座4上。
具体而言，如图1-5所示，本实施例中还包括标定部件，标定部件包括气缸安装板5、推送气缸6、推送块7及对标座8，气缸安装板5通过气缸安装板立柱29安装于支撑立座3上，推送气缸6安装于气缸安装板5上，推送块7的一端与推送气缸6的输出端连接、另一端与对标座8连接，对标座8上安装有用于标定的标准轴承002。推送气缸6的输出端伸出，通过推送块7带动对标座8将对标座8上的标准轴承002送至气浮转台部件上。推送块7上安装有两个导杆9，各导杆9的一端分别穿过气缸安装板5，各导杆9穿过气缸安装板5的一端上分别设有限位块A10，气缸安装板5上设有与各导杆9分别对应设置的导向轴承11，各导杆9分别穿过对应的导向轴承11。导杆9的设置起到对推送块7进行导向的作用，限位块A10起到防止推送气缸6过度伸出的作用。本实施例中推送气缸6为市购产品，并由上位机控制动作。
具体而言，如图1-4所示，本实施例中升降部件包括分别安装于支撑立座3上的伺服电机12及直线模组13，伺服电机12输出端与直线模组13的输入端连接，直线模组13的输出端与移动座4连接；支撑立座3上安装有导轨14，移动座4上安装有与导轨14滑动连接的滑块15。通过伺服电机12、直线模组13、导轨14及滑块15的配合设置，可使移动座4稳定准确上下移动。本实施例中伺服电机12及直线模组13均为市购产品，伺服电机12与上位机连接，并由上位机控制动作。
具体而言，如图6和图7所示，本实施例中气浮转台部件包括气浮转台16、基板17及基准盘18，气浮转台安装于底板1上，基板17安装于气浮转台16的输出端上，基准盘18安装于基板17上，气浮转台16经由基板17与基准盘18带动待测轴承的内圈0011旋转，气浮转台16与上位机连接，并由上位机控制动作。本实施例中底板1上还通过通道板立柱28安装有通道板2，基准盘18穿过通道板2，通道板2为轴承装配线整体的一部分，用于使待测轴承001沿着装配线移动至基准盘18上进行检测。本实施例中气浮转台16的采购品牌型号为中精微D200，内部设有光栅尺；基板17与基准盘18是磨加工零件，材料选用42CrMo，耐磨，变形量小，适合检测设备使用。
具体而言，如图6、图7和图8所示，本实施例中测量部件包括法兰板19、斜坡法兰20、传感器21、加载套22、坡形块23及保持架压头24，法兰板19安装于移动座4上，斜坡法兰20的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部A，法兰板19的内侧设有与斜坡面部A相契合的倾斜内孔A，法兰板19上安装有若干组用于对斜坡法兰20顶端进行限位的斜坡法兰限位件，斜坡法兰20的底端与加载套22的顶端连接，加载套22底端压住待测轴承的外圈0012；坡形块23及传感器21分别设置于加载套22的内侧，坡形块23的顶端安装有与传感器21配合使用的标记块25，传感器21通过传感器固定架30安装于斜坡法兰20上，坡形块23的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部B，加载套22的内侧设有与斜坡面部B相契合的倾斜内孔B，坡形块23的下端穿过倾斜内孔B、并与保持架压头24连接，保持架压头24压住待测轴承的保持架0013。每组斜坡法兰限位件均包括限位柱26及限位块B 27，限位柱26的一端与法兰板19连接、另一端与限位块B 27连接，限位块B 27挡住斜坡法兰20顶端，限位块B 27和加载套22以及斜坡法兰20构成一个待测轴承的外圈0012的加载砝码，根据相关测量工艺标准设计总体重量，提供加载力在10N-60N之间，用于加载到待测轴承的外圈0012上端面，限制待测轴承的外圈0012转动，气浮转台16旋转带动待测轴承的内圈0011旋转。本实施例传感器21采用欧姆龙品牌的型号为E32-E211的光纤传感器，传感器21与上位机连接。
工作原理：
使用前，推送气缸6推出，推送块7带动对标座8和里面的标准轴承002到预定位置，即基准盘18上，先进行样件标定，标定以后，推送气缸6缩回，带动标准轴承002退回到起始位置；对待测轴承001进行测量时，待测轴承001经由通道板2到达基准盘18上，控制移动座4下降，加载套22接触并压紧待测轴承的外圈0012上端面以后，气浮转台16旋转带动待测轴承的内圈0011旋转，保持架滚动体经过待测轴承的内圈0011及待测轴承的内圈0012的摩擦力带动旋转，待测轴承的保持架0013的上侧由坡形块23和保持架压头24压住，坡形块23在加载套22压住待测轴承的保持架0013上端面以后，脱离开加载套22的斜坡面部B，从而能跟随待测轴承的保持架0013旋转，标记块25在旋转过程中会触发传感器21记录旋转的圈数，而待测轴承的内圈0011的旋转圈数可由气浮转台16通过内置的光栅尺输出得到，这样所测的旋转数据通过传感器21连接的上位机可计算出接触角数值，计算方式采用现有技术。
Claims (10)
1.一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：包括底板(1)、气浮转台部件、支撑立座(3)、升降部件、移动座(4)及用于测量接触角的测量部件，所述气浮转台部件及支撑立座(3)分别安装于所述底板(1)上，所述气浮转台部件带动放置于气浮转台部件上的待测轴承的内圈旋转，所述升降部件安装于所述支撑立座(3)上、带动所述移动座(4)上下移动，所述测量部件安装于所述移动座(4)上。
2.根据权利要求1所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：还包括标定部件，所述标定部件包括气缸安装板(5)、推送气缸(6)、推送块(7)及对标座(8)，所述气缸安装板(5)安装于所述支撑立座(3)上，所述推送气缸(6)安装于所述气缸安装板(5)上，所述推送块(7)的一端与所述推送气缸(6)的输出端连接、另一端与所述对标座(8)连接，所述对标座(8)上安装有用于标定的标准轴承；所述推送气缸(6)的输出端伸出，通过所述推送块(7)带动所述对标座(8)将对标座(8)上的标准轴承送至所述气浮转台部件上。
3.根据权利要求2所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述推送块(7)上安装有若干个导杆(9)，各所述导杆(9)的一端分别穿过所述气缸安装板(5)。
4.根据权利要求3所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：各所述导杆(9)穿过所述气缸安装板(5)的一端上分别设有限位块A(10)。
5.根据权利要求3所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述气缸安装板(5)上设有与各所述导杆(9)分别对应设置的导向轴承(11)，各所述导杆(9)分别穿过对应的导向轴承(11)。
6.根据权利要求1所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述升降部件包括分别安装于所述支撑立座(3)上的伺服电机(12)及直线模组(13)，所述伺服电机(12)输出端与所述直线模组(13)的输入端连接，所述直线模组(13)的输出端与所述移动座(4)连接。
7.根据权利要求1所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述支撑立座(3)上安装有导轨(14)，所述移动座(4)上安装有与所述导轨(14)滑动连接的滑块(15)。
8.根据权利要求1所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述气浮转台部件包括气浮转台(16)、基板(17)及基准盘(18)，所述气浮转台安装于所述底板(1)上，所述基板(17)安装于所述气浮转台(16)的输出端上，所述基准盘(18)安装于所述基板(17)上、并带动待测轴承的内圈旋转。
9.根据权利要求1所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：所述测量部件包括法兰板(19)、斜坡法兰(20)、传感器(21)、加载套(22)、坡形块(23)及保持架压头(24)，所述法兰板(19)安装于所述移动座(4)上，所述斜坡法兰(20)的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部A，所述法兰板(19)的内侧设有与所述斜坡面部A相契合的倾斜内孔A，所述法兰板(19)上安装有若干组用于对所述斜坡法兰(20)顶端进行限位的斜坡法兰限位件，所述斜坡法兰(20)的底端与所述加载套(22)的顶端连接，所述加载套(22)底端压住待测轴承的外圈；
所述坡形块(23)及所述传感器(21)分别设置于所述加载套(22)的内侧，所述坡形块(23)的顶端安装有与所述传感器(21)配合使用的标记块(25)，所述坡形块(23)的外周面上设有从上至下直径逐渐减小的斜坡面部B，所述加载套(22)的内侧设有与所述斜坡面部B相契合的倾斜内孔B，所述坡形块(23)的下端穿过所述倾斜内孔B、并与所述保持架压头(24)连接，所述保持架压头(24)压住待测轴承的保持架。
10.根据权利要求9所述的基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置，其特征在于：每组所述斜坡法兰限位件均包括限位柱(26)及限位块B(27)，所述限位柱(26)的一端与所述法兰板(19)连接、另一端与所述限位块B(27)连接，所述限位块B(27)挡住所述斜坡法兰(20)顶端。
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|---|---|---|---|
| CN202111648392.9A CN114370831A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置 |
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| CN202111648392.9A CN114370831A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种基于角接触球轴承装配线的接触角测量装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116399279A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-07-07 | 山东智研连合轴承有限公司 | 一种角接触球轴承内套圈接触直径测量装置及其使用方法 |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111648392.9A patent/CN114370831A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN116399279A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-07-07 | 山东智研连合轴承有限公司 | 一种角接触球轴承内套圈接触直径测量装置及其使用方法 |
| CN116399279B (zh) * | 2023-03-23 | 2024-01-23 | 山东智研连合轴承有限公司 | 一种角接触球轴承内套圈接触直径测量装置及其使用方法 |
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