CN114440782B - 一种轴承游隙检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承检测技术领域领域，尤其涉及到一种轴承游隙检测装置，包括：装置底座，装置底座中部设有固定机构，固定机构用于放置并固定待检轴承的内圈；升降机构，包括可上下移动的升降压板，升降压板中间设有容纳孔，固定机构的上部设于容纳孔内；第一推动机构，设置于待检轴承外圈的一侧，包括可沿升降压板长度方向移动的第一固定板，第一固定板远离待检轴承外圈的一侧设有第一推动板，第一推动板与第一推动气缸的输出端固定连接；测量装置，包括测量仪，测量仪固定在第一固定板的侧面，测量仪与计算机电连接；第二推动机构，与第一推动机构对称，且与第一推动机构结构相同。本发明弥补了现有设备只能单一测量的缺陷；通过测量设备有效提高了检测准确率。

Description

一种轴承游隙检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及轴承检测技术领域领域，尤其涉及到一种轴承游隙检测装置及检测方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它能够降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，轴承游隙是轴承滚动体与轴承内外圈壳体之间的间隙，根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙，运转时的游隙的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有影响。因此在使用轴承前需要进行间隙检测，最常见的方法是使用塞尺，测量麻烦且精度不高，尤其是在轴承尺寸较大时，而精确的检测装置只能对轴承的径向游隙或轴向游隙进行单一的检测。

因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种轴承游隙检测装置及检测方法，相比于现有技术，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轴承游隙检测装置，包括：

装置底座，所述装置底座中部设有固定机构，所述固定机构用于放置并固定待检轴承的内圈；

升降机构，包括可上下移动的升降压板，所述升降压板中间设有容纳孔，所述固定机构的上部设于所述容纳孔内，所述容纳孔的直径小于待检轴承外圈的直径；

第一推动机构，设置于待检轴承外圈的一侧，包括可沿所述升降压板长度方向移动的第一固定板，所述第一固定板远离待检轴承外圈的一侧设有第一推动板，所述第一推动板与第一推动气缸的输出端固定连接；

测量装置，包括测量仪，所述测量仪固定在所述第一固定板的侧面，所述测量仪与计算机电连接；

第二推动机构，包括第二固定板、第二推动板和第二推动气缸，所述第二推动机构设置于待检轴承外圈的另一侧，与所述第一推动机构对称，且与所述第一推动机构结构相同。

通过采用上述技术方案，固定机构将待检轴承的内圈固定后，第一推动机构和第二推动机构分别在水平方向推动待检轴承外圈，可检测轴承的轴向间隙，升降机构从竖直方向推动待检轴承的外圈可以检测轴承的径向间隙，达到仅使用一个装置检测两项指标的目的，操作简单，测量结果准确。

作为本发明的一种优选方案，所述测量仪为CCD摄像机，所述测量装置还包括面向所述测量仪的测量板，所述测量板表面均匀印刷有网格。

通过采用上述技术方案，CCD摄像机具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点，CCD摄像机随第一固定板移动，计算机对CCD摄像机移动视野内的网格进行计数，以测定移动距离，结合计算机图像处理分析系统可以达到精确的测量结果，保证检测的精确度，降低检测误差。

作为本发明的一种优选方案，所述升降压板的上表面沿长度方向设有滑槽，所述滑槽内固定有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的另一端与所述第一固定板固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述第二固定板固定连接。

通过采用上述技术方案，在弹簧的弹性力作用下，第一固定板与第二固定板对待检轴承的外圈进行夹持固定。

作为本发明的一种优选方案，所述第一固定板靠近待检轴承一侧设有弧形限位块。

通过采用上述技术方案，防止待检轴承的外圈在被推动的过程中发生前后方向的移动，对待检轴承的外圈进行进一步的位置限定。

作为本发明的一种优选方案，所述弧形限位块为刚性材质。

通过采用上述技术方案，刚性材质可以避免弧形限位块的厚度变化带来的测量误差，减少测量数据的处理步骤。

作为本发明的一种优选方案，所述升降压板的下表面与升降气缸的输出端固定连接。

通过采用上述技术方案，升降气缸控制升降压板的升降，同时对升降压板及其上方的机构进行支撑。

作为本发明的一种优选方案，所述升降气缸的数量为四个，分布于所述升降压板的四角。

通过采用上述技术方案，使升降压板的升降更稳定，同时对升降压板及其上的各项机构进行稳定支撑。

作为本发明的一种优选方案，所述固定机构包括柱体，所述柱体内设有两个固定杆，所述固定杆中部通过销轴转动连接，所述固定杆的下端通过伸缩弹簧连接，所述销轴中部设有升降杆，所述升降杆的下端与伸缩气缸的输出端固定连接，所述升降杆上穿设有引导块，所述引导块与所述柱体固定连接，所述伸缩弹簧位于所述引导块的上方。

通过采用上述技术方案，伸缩气缸控制固定杆的上下移动，从而实现待检轴承内圈的固定。

一种轴承游隙检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1：将待检轴承的内圈放置在柱体上表面，第一固定板与第二固定板将外圈夹紧，固定机构将内圈夹紧；

S2：启动第一推动气缸，第一推动板推动第一固定板缓慢向第二固定板方向推动，至测量装置测量的数值不再改变，记录数值；

S3：第一推动气缸收回，待检轴承回到初始位置，与S2步骤相似，启动第二推动气缸，使外圈向第一固定板方向移动，并记录数值；

S4：对测量得到的数值取算术平均值，得到径向间隙；

S5：待检轴承回到初始位置，升降气缸驱动升降压板上升并使外圈上升，测量装置检测得到轴向间隙。

与现有技术相比，本发明的的优点在于：固定机构将待检轴承的内圈固定后，通过第一推动气缸和第二推动气缸驱使待检轴承外圈轴向移动，通过升降压板的升降驱动待检轴承的外圈的径向移动，可以实现使用同一装置测量轴承的轴向间隙和径向间隙，弥补了现有设备只能单一测量的缺陷，节省测量设备成本；通过CCD摄像机与计算机算法相结合，测量精度更高，有效提高了检测准确率。

附图说明

图1为本发明一种轴承游隙检测装置的结构示意图；

图2为本发明一种轴承游隙检测装置的正视图；

图3为本发明一种轴承游隙检测装置的侧视图；

图4为本发明一种轴承游隙检测装置的俯视图；

图5为本发明一种轴承游隙检测装置中升降机构的俯视图；

图6为本发明一种轴承游隙检测装置中柱体的剖视图；

图7为本发明一种轴承游隙检测装置中固定机构的内部结构图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、装置底座；

2、第一推动机构；21、第一推动板；22、第一推动气缸；23、第一固定板；24、第一弹簧；25、弧形限位块；

3、第二推动机构；31、第二推动板；32、第二推动气缸；33、第二固定板；34、第二弹簧；

4、测量装置；41、测量仪；42、测量板；

5、升降机构；51、升降压板；511、容纳孔；512、滑槽；52、升降气缸；

7、固定机构；71、固定杆；72、销轴；73、升降杆；74、伸缩气缸；75、柱体；751、腔体；7511、上腔体；7512、竖直腔体；7513、下腔体；76、引导块；77、伸缩弹簧。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1-7所示，本发明公开了一种轴承游隙检测装置，包括：装置底座1，所述装置底座1中部设有固定机构7，所述固定机构7用于放置并固定待检轴承的内圈；升降机构5，包括可上下移动的升降压板51，所述升降压板51中间设有容纳孔511，所述固定机构7的上部设于所述容纳孔511内，所述容纳孔511的直径小于待检轴承外圈的直径；第一推动机构2，设置于待检轴承外圈的一侧，包括可沿所述升降压板51长度方向移动的第一固定板23，所述第一固定板23远离待检轴承外圈的一侧设有第一推动板21，所述第一推动板21与第一推动气缸22的输出端固定连接；测量装置4，包括测量仪41，所述测量仪41固定在所述第一固定板23的侧面，所述测量仪41与计算机电连接；第二推动机构3，包括第二固定板33、第二推动板31和第二推动气缸32，所述第二推动机构3设置于待检轴承外圈的另一侧，与所述第一推动机构2对称，且与所述第一推动机构2结构相同。

本方案中所述底座装置1为长方形，所述装置底座1的四边设有螺纹孔，可以通过螺栓将所述装置底座1固定在底面或桌面等水平的平面上，防止整个装置在气缸运行过程中发生移动，影响检测结果。所述第一推动气缸22与所述第二推动气缸32通过常规手段水平固定在所述升降压板51上，所述第一推动气缸22与所述第二推动气缸32的活塞杆的运动方向与所述升降压板51的长度方向相同。为了加工和防止待检轴承更加方便，所述容纳孔511为圆形。

所述测量仪41为CCD摄像机，所述测量装置4还包括面向所述测量仪41的测量板42，所述测量板42表面均匀印刷有网格。CCD，是Charge Coupled Device（电荷耦合器件）的缩写，是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。通过图像处理系统与CCD摄像机配合，利用计算机对通过摄像机视野内的网格进行计数，以测定移动距离，本方案中选用的每个网格的尺寸为2.5微米，在实际检测过程中，本领域技术人员可以根据需求精度对网格尺寸进行调整。所述测量仪41通过螺栓与所述第一固定板23固定，镜头正对向所述测量板42。所述测量板42底部通过连接柱固定在所述装置底座1上，且不与所述升降压板51接触，即所述升降压板51在移动过程不会与所述测量板42接触，所述测量板42不会随所述测量仪41的移动而移动。

具体如图5所示，所述升降压板51的上表面沿长度方向设有滑槽512，所述滑槽512内固定有第一弹簧24和第二弹簧34，所述第一弹簧24的另一端与所述第一固定板23固定连接，所述第二弹簧34的另一端与所述第二固定板23固定连接。所述升降压板51为长方形，由于第一推动机构2与第二推动机构3结构相同且对称，即所述第二固定板32与第二弹簧34固定连接。所述第一固定板23与所述第二固定板33呈“T”型，在与所述第一让弹簧24和第二弹簧34固定时，所述第一固定板23与所述第二固定板33的下部设置在所述滑槽512内，即所述滑槽512的宽度大于所述第一固定板23与所述第二固定板33底部的宽度。所述第一弹簧24与所述第二弹簧34处于自然伸长状态时，所述第一固定板23左侧边与所述第二固定板33右侧边之间的距离小于待检轴承的外圈直径，即当在待检轴承放入过程中，所述第一固定板23向右推开，所述第二固定板33向左推开，使得所述第一弹簧24与所述第二弹簧34处于被压缩的状态，当待检轴承完全放平后，在所述第一弹簧24与所述第二弹簧34的弹性力作用下，所述第一固定板23与第二固定板33对待检轴承的外圈进行夹持固定，防止在推动过程中发生移动。由于所述第一弹簧24与所述第二弹簧34规格相同，则弹力相同，在两边相同弹力的作用下，待检轴承两边受力均匀，外圈的圆心基本处于所述升降压板51的中心位置，减少因为待检轴承放置位置偏移导致的测量误差。

具体如图2-4所示，所述第一推动板21与所述第一固定板23的中心处于同一水平直线上，所述第一推动气缸22的输出端与所述第一推动板21的中心固定；所述第二推动板31与所述第二固定板33的中心处于同一水平直线上，所述第二推动气缸32的输出端与所述第二推动板31的中心固定。确保所述第一推动板21与所述第二推动板31在推动待检轴承外圈的过程中保持平稳和受力均匀。优选地，为了确保夹持的稳固，所述第一固定板23与所述第二固定板33的高度大于等于待检轴承的高度。初始未工作状态时，所述第一推动板21与所述第一固定板23、所述第二推动板31与所述第二固定板33之间并不接触。所述第一推动板21、第二推动板31、第一固定板23、第二固定板33均为长方形，它们的长边延伸方向与所述升降压板51的长边延伸方向垂直。

所述第一固定板23靠近待检轴承一侧设有弧形限位块25。所述弧形限位块25的弧面直径与待检轴承外圈的直径相同。所述弧形限位块25用于对待检轴承的外圈进行限位，放置在检测过程中待检轴承发生左右移动，造成测量误差。所述弧形限位块25为刚性材质。刚性材质在检测过程中不会产生变形，从而不需要考虑变形量对检测数据的影响，使得检测数据更精准。为保护待检轴承表面，也可以选用弹性材质，但在数据处理时需要减去所述弧形限位块25的形变压缩量。

所述升降压板51的下表面与升降气缸52的输出端固定连接。所述升降气缸52的数量为四个，分布于所述升降压板51的四角。四个所述升降气缸52竖直向上设置，底部通过螺栓与所述装置底座1固定连接。所述升降气缸52不仅驱动所述升降压板51进行升降，同时作为支撑和承重，支撑住所述升降压板51及其上的第一推动机构2和第二推动机构3。

具体如图5-7所示，所述固定机构7包括柱体75，所述柱体75内设有两个固定杆71，所述固定杆71中部通过销轴72转动连接，所述固定杆71的下端通过伸缩弹簧77连接，所述销轴72中部设有升降杆73，所述升降杆73的下端与伸缩气缸74的输出端固定连接，所述升降杆73上穿设有引导块76，所述引导块76与所述柱体75固定连接，所述伸缩弹簧77位于所述引导块76的上方。

所述柱体75为圆柱，所述柱体75的外直径根据待检轴承的内外圈直径确定，大于待检轴承的内圈直径且小于外圈直径。所述柱体75底部有螺纹孔，所述装置底座1上有相应固定孔，所述柱体75通过螺钉固定在所述装置底座1的中心部。所述柱体75中间设有腔体751，所述腔体751贯穿所述柱体75，所述腔体751的纵剖面呈工字型，即包括上腔体7511、下腔体7513和将二者连接的竖直腔体7512，所述固定杆71位于所述上腔体7511内，所述伸缩气缸74竖直向上固定于所述下腔体7513的底部，所述伸缩气缸74的活塞杆端部与所述升降杆73的下端固定连接。所述引导块76两侧设有螺纹孔，所述上腔体7511底部设有对应螺孔，所述引导块76通过螺钉固定连接在所述上腔体7511的底部，所述引导块76中部有通孔，所述升降杆73穿过所述通孔并与所述销轴72连接，所述通孔的直径大于所述升降杆73，即所述升降杆73可在所述引导块76的通孔内上下移动。所述引导块76的上部为上小下大的圆锥面，便于所述固定杆71的上下移动和左右伸缩。两个所述固定杆71连接后呈X型，所述固定杆71的下端位于所述引导块76的两侧，所述固定杆71的下端呈倒T型，两端分别固定伸缩弹簧77，即所述伸缩弹簧77的数量为两根。所述固定杆71的上端设有底部水平的固定部，用于压紧轴承内圈。

所述固定机构7固定待检轴承内圈的工作原理如下：将待检轴承的内圈放置在所述柱体75的上表面，所述第一固定板23与第二固定板33对待检轴承的外圈进行夹持固定，由于所述第一弹簧24与所述第二弹簧34规格相同，则弹力相同，在两边相同弹力的作用下，待检轴承两边受力均匀，待检轴承内圈的圆心基本与所述柱体75的圆心重叠，此时所述伸缩气缸74的活塞杆处于伸长状态；启动所述伸缩气缸74使活塞杆向下收回，活塞杆带动所述升降杆73向下移动，所述升降杆73上端与所述销轴72固定，即使得所述销轴72向下移动，所述销轴72带动其上的所述固定杆71向下移动，但所述固定杆71下部有固定在所述上腔体7511的引导块76阻碍所述固定杆71向下移动，则所述固定杆71通过下端向两侧张开的方式，使所述固定杆71向下运动，使所述固定杆7上端的水平固定部与待检轴承内圈的上表面紧贴并压紧，从而实现固定。

本方案中所提及的所述第一推动气缸21、第二推动气缸31、伸缩气缸74、升降气缸52均为现有技术，具体型号有本领域相关工作人员根据实际需求选定。

一种轴承游隙检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1：将待检轴承的内圈放置在柱体75上表面，第一固定板23与第二固定板33将外圈夹紧，固定机构7将内圈夹紧；

S2：启动第一推动气缸21，第一推动板21推动第一固定板23缓慢向第二固定板33方向推动，至测量装置4测量的数值不再改变，记录数值，所述第一固定板23移动过程中，固定在其侧边上的CCD摄像机跟随移动，利用计算机对通过摄像机视野内的网格进行计数，以测定移动距离；

S3：第一推动气缸21收回，待检轴承回到初始位置，与S2步骤相似，启动第二推动气缸32，使外圈向第一固定板23方向移动，并记录数值，在外圈的移动过程中，所述第一固定板23与所述第二固定板33始终保持夹紧状态；

S4：对测量得到的数值取算术平均值，得到径向间隙；

S5：待检轴承回到初始位置，升降气缸52驱动升降压板51上升并使外圈上升，测量装置4检测得到轴向间隙，所述升降压板51上升时，其上表面的所述第一固定板23与所述第二固定板33也跟随向上移动，固定在所述第一固定板23侧边的CCD摄像机跟随向上移动，计算机对视野内的网格进行计数，以测定竖直方向的移动距离，直至竖直不再变化，即为径向间隙。

通过上述技术方案，固定机构将待检轴承的内圈固定后，通过第一推动气缸和第二推动气缸驱使待检轴承外圈轴向移动，通过升降压板的升降驱动待检轴承的外圈的径向移动，可以实现使用同一装置测量轴承的轴向间隙和径向间隙，弥补了现有设备只能单一测量的缺陷，节省测量设备成本；通过CCD摄像机与计算机算法相结合，测量精度更高，有效提高了检测准确率。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (6)

1.一种轴承游隙检测装置，其特征在于，包括：

装置底座(1)，所述装置底座(1)中部设有固定机构(7)，所述固定机构(7)用于放置并固定待检轴承的内圈；

升降机构(5)，包括可上下移动的升降压板(51)，所述升降压板(51)中间设有容纳孔(511)，所述固定机构(7)的上部设于所述容纳孔(511)内，所述容纳孔(511)的直径小于待检轴承外圈的直径；

第一推动机构(2)，设置于待检轴承外圈的一侧，包括可沿所述升降压板(51)长度方向移动的第一固定板(23)，所述第一固定板(23)远离待检轴承外圈的一侧设有第一推动板(21)，所述第一推动板(21)与第一推动气缸(22)的输出端固定连接；

测量装置(4)，包括测量仪(41)，所述测量仪(41)固定在所述第一固定板(23)的侧面，所述测量仪(41)与计算机电连接；

第二推动机构(3)，包括第二固定板(33)、第二推动板(31)和第二推动气缸(32)，所述第二推动机构(3)设置于待检轴承外圈的另一侧，与所述第一推动机构(2)对称，且与所述第一推动机构(2)结构相同；

所述升降压板(51)的上表面沿长度方向设有滑槽(512)，所述滑槽(512)内固定有第一弹簧(24)和第二弹簧(34)，所述第一弹簧(24)的另一端与所述第一固定板(23)固定连接，所述第二弹簧(34)的另一端与所述第二固定板(33)固定连接；

所述固定机构(7)包括柱体(75)，所述柱体(75)内设有两个固定杆(71)，所述固定杆(71)中部通过销轴(72)转动连接，所述固定杆(71)的下端通过伸缩弹簧(77)连接，所述销轴(72)中部设有升降杆(73)，所述升降杆(73)的下端与伸缩气缸(74)的输出端固定连接，所述升降杆(73)上穿设有引导块(76)，所述引导块(76)与所述柱体(75)固定连接，所述伸缩弹簧(77)位于所述引导块(76)的上方。

2.根据权利要求1所述的一种轴承游隙检测装置，其特征在于，所述测量仪(41)为CCD摄像机，所述测量装置(4)还包括面向所述测量仪(41)的测量板(42)，所述测量板(42)表面均匀印刷有网格。

3.根据权利要求1所述的一种轴承游隙检测装置，其特征在于，所述第一固定板(23)靠近待检轴承一侧设有弧形限位块(25)。

4.根据权利要求3所述的一种轴承游隙检测装置，其特征在于，所述弧形限位块(25)为刚性材质。

5.根据权利要求1所述的一种轴承游隙检测装置，其特征在于，所述升降压板(51)的下表面与升降气缸(52)的输出端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种轴承游隙检测装置，其特征在于，所述升降气缸(52)的数量为四个，分布于所述升降压板(51)的四角。