CN114877788B - 一种航天轴承径向间隙的检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航天轴承径向间隙的检测装置，包括：工作台，工作台上固定连接有贯穿工作台的内圈安装杆，内圈安装杆的第一端用于安装轴承内圈，内圈安装杆的第二端转动连接有齿轮，工作台上安装有夹持检测组件，两侧的夹持检测组件通过齿轮同步驱动。一种航天轴承径向间隙的检测方法，包括以下步骤：观察未安装轴承时检测件的初始数值；安装轴承外圈；观察检测件显示的位移量变化数值；启动驱动机构以使夹持板移动，观察检测件显示的位移变化量。本发明通过齿轮带动两侧的夹持检测组件同步运动，保证了轴承外圈与轴承内圈同心，减少了工作量并提高了检测准确性；提高了适用性和检测范围；通过观察两侧的径向间隙是否一致，提高了检测准确度。
Description
技术领域
本发明属于轴承间隙检测技术领域，具体涉及一种航天轴承径向间隙的检测装置及方法。
背景技术
轴承作为核心部件，特别是在航天领域，对其外圈、滚珠、内圈与保持架四者之间的装配精度要求较高，而轴承内圈、外圈、滚珠之间的机械间隙检测是保证装配精度的重要环节，目前普遍的检测方法是通过千分尺直接测量或利用千分表进行振动检测。
中国专利CN 107806807 B公开的一种快速检测关节轴承间隙的方法，在检测径向间隙时，通过V形块夹紧关节轴承外圈，利用径向施力螺杆带动径向偏心凸轮转动带动定位工作台移动，并通过径向间隙指示器以检测轴承径向间隙，虽然能一定程度上提高检测精度和检测效率，但是也存在以下问题：1、检测时如果轴承内圈和轴承外圈的中心位置不一致，通过定位工作台的移动检测径向间隙会出现偏差，影响检测准确性；2、通过偏心凸轮转动进行测量，若偏心凸轮移动范围大于轴承间隙，则容易对轴承造成挤压并影响测量准确值，若偏心凸轮移动范围小于轴承间隙，则还未测量到轴承间隙时，偏心凸轮就回位，因此缩小了测量范围并降低了检测准确性。
中国专利CN 110631493 B公开的一种轴承机械间隙的检测装置及其检测方法，在检测径向间隙时，通过夹紧气缸对轴承外圈进行夹紧，再利用驱动机构带动压力传感器在轴承内圈移动，并结合视觉图像传感器和二维激光位移传感器检测轴承的径向间隙，虽然能一定程度上提高检测精度和检测效率，但是也存在以下问题：1、检测时若果轴承内圈和轴承外圈的中心位置不一致，通过定位工作台的移动检测径向间隙会出现偏差，影响检测准确性，虽然步骤2中需要测量内圈和外圈是否同心，但是增加了工作量；2、检测时通过压力传感器测得压力逐渐增加到额定测试压力时进行第二次拍摄和激光测距，计算出两次测量的轴承间隙之差即为内圈轴承间隙数值，存在额定测试压力难以评估，且需要进行多次拍摄并计算，使得检测效率还不够高。
因此需要提出一种航天轴承径向间隙的检测装置及方法，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种航天轴承径向间隙的检测装置及方法，用于解决现有技术中检测时轴承内圈和外圈的中心位置不一致而影响检测准确性和检测效率不高的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种航天轴承径向间隙的检测装置，包括：工作台，所述工作台上固定连接有贯穿所述工作台的内圈安装杆，所述内圈安装杆的第一端用于安装轴承内圈，所述内圈安装杆的第二端转动连接有齿轮，所述工作台上安装有夹持检测组件；
所述夹持检测组件包括：齿条，两个所述齿条滑动连接在所述工作台靠近所述齿轮侧，所述齿条与所述齿轮啮合，两个所述齿条关于所述齿轮轴线中心对称，所述工作台上远离所述齿条侧限位滑动连接有滑板，所述滑板与所述齿条固定连接，两个所述滑板关于所述齿轮轴线对称设置，所述滑板通过弹簧连接有夹持板，所述滑板与所述夹持板之间安装有检测件，所述检测件用于检测所述滑板和所述夹持板之间的位移量，所述滑板上安装有用于驱动所述夹持板移动的驱动机构。
进一步，所述内圈安装杆的第一端上安装有适配机构，所述适配机构用于扩张直径以适配轴承内圈，所述适配机构包括：所述内圈安装杆第一端开设的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述螺杆上固定连接有安装套，所述安装套套设在所述内圈安装杆的第一端上滑动连接，所述安装套周壁周向设置有多个连接板，所述连接板上并排铰接有多个铰接杆，所述铰接杆远离所述连接板端铰接有抵接板，所述抵接板滑动连接在所述工作台上，转动所述螺杆以使多个所述抵接板在所述工作台上同时滑动以适配安装不同直径的轴承内圈。
进一步，所述工作台上安装有多组所述夹持检测组件，多组所述夹持检测组件以所述齿轮轴线为中心周向设置。
进一步，所述滑板上固定连接有滑杆，所述夹持板与所述滑杆滑动连接，所述弹簧套设在所述滑杆上。
进一步，所述检测件为千分表和位移传感器中的任意一种。
进一步，所述工作台上设有用于所述滑板穿过的条形孔。
进一步，所述内圈安装杆上套设有扭簧，所述扭簧的第一端与所述工作台远离所述滑板侧固定连接，所述扭簧的第二端与所述齿轮固定连接。
进一步，所述齿轮远离所述内圈安装杆端固定连接有手摇杆。
本发明还提供一种航天轴承径向间隙的检测方法，包括以下步骤：
A1：观察并记录在未安装轴承时，两侧的检测件显示的初始数值是否一致，若一致，则可以安装轴承内圈，若不一致，则调整检测装置以使两侧的检测件显示的初始数值一致或记录两侧的检测件的初始数值差值；
A2：转动齿轮以使两侧的夹持板相互同步远离，将轴承内圈安装在内圈安装杆上，反向转动齿轮以使两侧的夹持板相互同步靠近夹持轴承外圈；
A3：观察并记录检测件显示的位移量变化数值，若两侧的检测件变化数值一致，则轴承外圈与轴承内圈同心，若两侧的检测件变化数值不一致，则两侧检测件的变化数值的差值即为轴承外圈圆心与轴承内圈圆心的初始位移偏移值；
A4：启动驱动机构以使夹持板移动，观察两侧的检测件显示的位移量数值变化，当两侧的检测件的位移量无变化时，关闭驱动机构以使夹持板停止移动，此时检测件显示的位移变化量即为轴承径向间隙。
进一步，所述步骤A4中，启动驱动机构时，首先启动一侧的驱动机构以观察检测件显示的位移变化量，然后在一侧的驱动机构回位后，启动另一侧的驱动机构以观察检测件显示的位移变化量，若两次检测的位移变化量在预设误差范围内，则该轴承的径向间隙合格，反之则不合格。
本发明的有益效果在于：通过齿轮与两侧的齿条配合带动两侧的滑板同步运动，保证了两侧的夹持板的位移量一致，使夹持板夹持住轴承时，轴承外圈与轴承内圈同心，减少了工作量并提高了检测准确性；通过驱动机构带动一侧的夹持板移动，观察两侧的检测件检测到的位移变化量即为轴承的径向间隙，且操作简单，只需转动齿轮并观察检测件检测的位移变化数值即可得到轴承的径向间隙，提高了检测效率；通过设置弹簧，使得夹持板与滑板之间的位移可变，可适用于不同直径的轴承，提高了适用性和检测范围；通过从两个方向带动轴承外圈径向移动以观察两侧的径向间隙是否一致，提高了检测准确度。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例的侧视图；
图4为本发明实施例的仰视图；
图5为本发明实施例的适配机构的安装示意图；
图6为本发明实施例的图5中截面A-A的剖视图。
附图中标记如下：1、工作台；101、内圈安装杆；102、条形孔；103、扭簧；104、手摇杆；2、齿轮；3、齿条；4、滑板；401、滑杆；5、弹簧；6、夹持板；7、检测件；8、驱动机构；9、适配机构；901、螺纹孔；902、螺杆；903、安装套；904、连接板；905、铰接杆；906、抵接板；10、轴承。
具体实施方式
如图1～6所示，本发明提供一种航天轴承径向间隙的检测装置，包括：工作台1，所述工作台1上固定连接有贯穿所述工作台1的内圈安装杆101，所述内圈安装杆101的第一端用于安装轴承内圈，所述内圈安装杆101的第二端转动连接有齿轮2，所述工作台1上安装有夹持检测组件；所述夹持检测组件包括：齿条3，两个所述齿条3滑动连接在所述工作台1靠近所述齿轮2侧，所述齿条3与所述齿轮2啮合，两个所述齿条3关于所述齿轮2轴线中心对称，所述工作台1上远离所述齿条3侧限位滑动连接有滑板4，所述滑板4与所述齿条3固定连接，两个所述滑板4关于所述齿轮2轴线对称设置，所述滑板4通过弹簧5连接有夹持板6，所述滑板4与所述夹持板6之间安装有检测件7，所述检测件7用于检测所述滑板4和所述夹持板6之间的位移量，所述滑板4上安装有用于驱动所述夹持板6移动的驱动机构8。
上述技术方案的工作原理：如图1-3，转动齿轮2以使两侧的齿条3滑动，两侧的齿条3滑动方向相反，带动两侧的滑板4相互远离，从而通过弹簧5带动夹持板6相互远离，然后将轴承内圈安装在内圈安装杆101上时，反向转动齿轮2，使两侧的夹持板6相互靠近夹持住轴承10，由于两侧的夹持板6为同步运动，即运动位移相同，此时两侧的检测件7检测到的滑板4和夹持板6之间的位移量一致，此时轴承外圈与轴承内圈同心，然后启动一侧的驱动机构8，带动一侧的夹持板6移动，直至驱动机构8继续移动但检测件7检测到的位移量无变化时，关闭驱动机构8，此时两侧的检测件7检测到的位移变化量一致，此变化量即为轴承的径向间隙；然后启动一侧的驱动机构8使夹持板6回位，再启动另一侧的驱动机构8，带动另一侧的夹持板6移动以观察轴承的径向间隙，通过从两个方向带动轴承外圈径向移动以观察两侧的径向间隙是否一致，提高了检测准确度。
上述技术方案的有益效果：通过齿轮2与两侧的齿条3配合带动两侧的滑板4同步运动，保证了两侧的夹持板6的位移量一致，使夹持板6夹持住轴承10时，轴承外圈与轴承内圈同心，减少了工作量并提高了检测准确性；通过驱动机构8带动一侧的夹持板6移动，观察两侧的检测件7检测到的位移变化量即为轴承的径向间隙，且操作简单，只需转动齿轮2并观察检测件7检测的位移变化数值即可得到轴承的径向间隙，提高了检测效率；通过设置弹簧5，使得夹持板6与滑板4之间的位移可变，可适用于不同直径的轴承10，提高了适用性和检测范围；通过从两个方向带动轴承外圈径向移动以观察两侧的径向间隙是否一致，提高了检测准确度。
在本发明的一个实施例中，所述内圈安装杆101的第一端上安装有适配机构9，所述适配机构9用于扩张直径以适配轴承内圈，所述适配机构9包括：所述内圈安装杆101第一端开设的螺纹孔901，所述螺纹孔901内螺纹连接有螺杆902，所述螺杆902上固定连接有安装套903，所述安装套903套设在所述内圈安装杆101的第一端上滑动连接，所述安装套903周壁周向设置有多个连接板904，所述连接板904上并排铰接有多个铰接杆905，所述铰接杆905远离所述连接板904端铰接有抵接板906，所述抵接板906滑动连接在所述工作台1上，转动所述螺杆902以使多个所述抵接板906在所述工作台1上同时滑动以适配安装不同直径的轴承内圈。
上述技术方案的工作原理：如图5-6，安装轴承10时，将轴承内圈放入至适配机构9中，转动螺杆902以使螺杆902做直线运动，从而带动安装套903在内圈安装杆101上滑动，从而带动连接板904跟随安装套903移动，从而带动铰接杆905转动，从而带动抵接板906在工作台1上滑动，从而使抵接板906抵住轴承内圈，实现轴承内圈的安装。
上述技术方案的有益效果：通过多个抵接板906的同步移动使轴承内圈稳定安装在内圈安装干101周侧，且保证了轴承内圈的圆心与内圈安装杆101的圆心重合，从而提高检测准确性；多个抵接板906抵住轴承内圈，使轴承内圈安装更加稳定；且多个抵接板906同时同距离滑动，可以适配多个不同直径的轴承内圈，提高了装置的适用性。
在本发明的一个实施例中，所述工作台1上安装有多组所述夹持检测组件，多组所述夹持检测组件以所述齿轮2轴线为中心周向设置。
上述技术方案的工作原理：通过设置多组夹持检测组件，即转动齿轮2时，带动多组夹持检测组件的夹持板6同步移动实现对轴承10的夹紧，且多组检测件7进行测量。
上述技术方案的有益效果：提高了对轴承10的夹持稳定性，且多组检测件7进行测量，提高了检测的准确性。
在本发明的一个实施例中，所述滑板4上固定连接有滑杆401，所述夹持板6开设有与滑杆401配合的通孔，所述滑杆401滑动连接在通孔内，所述弹簧5套设在所述滑杆401上，所述弹簧5一端固定连接在滑板4上，另一端固定连接在夹持板6上。
上述技术方案的工作原理：如1-2，通过设置滑杆401，滑动时，夹持板6沿滑杆401滑动，弹簧5套设在滑杆401上。
上述技术方案的有益效果：使夹持板6滑动时，通过滑杆401进行限位，使夹持板6的滑动更加稳定；将弹簧5套设在滑杆401上，保证了夹持板6与滑板4之间的间隙改变时，弹簧5的弹力变形更稳定，避免夹持板6移动过程中发生倾斜导致检测不准确。
在本发明的一个实施例中，所述检测件7为千分表和位移传感器中的任意一种。
上述技术方案的工作原理和有益效果：通过千分表或位移传感器感应滑板4和夹持板6之间的位移变化量，使检测精度更高，且直接通过观察千分表或位移传感器显示的数值即可知道轴承的径向间隙。
在本发明的一个实施例中，所述工作台1上设有用于所述滑板4穿过的条形孔102。
上述技术方案的工作原和有益效果：如图2，滑板4一端穿过条形孔102与齿条3固定连接，滑板4滑动时，通过条形孔102进行限位，保证了滑板4滑动的稳定性。
在本发明的一个实施例中，所述内圈安装杆101上套设有扭簧103，所述扭簧103的第一端与所述工作台1远离所述滑板4侧固定连接，所述扭簧103的第二端与所述齿轮2固定连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果：如图3，在安装轴承内圈前，转动齿轮2以使两侧的夹持板6相互远离，此时扭簧103积累弹性势能，当安装好轴承内圈时，直接松开手摇杆104，使得齿轮2在扭簧103释放的弹性势能下自动回位实现对轴承10的夹紧，节约了人力，且通过扭簧103的弹性势能使得夹持板6对轴承10夹持更加稳定。
在本发明的一个实施例中，所述齿轮2远离所述内圈安装杆101端固定连接有手摇杆104。
上述技术方案的工作原理和有益效果：如图3，通过设置手摇杆104，方便转动齿轮2，节约人力。
本发明还提供一种航天轴承径向间隙的检测方法，包括以下步骤：
A1：观察并记录在未安装轴承时，两侧的检测件7显示的初始数值是否一致，若一致，则可以安装轴承内圈，若不一致，则调整检测装置以使两侧的检测件7显示的初始数值一致或记录两侧的检测件7的初始数值差值；
A2：转动齿轮2以使两侧的夹持板6相互同步远离，将轴承内圈安装在内圈安装杆101上，反向转动齿轮2以使两侧的夹持板6相互同步靠近夹持轴承外圈；
A3：观察并记录检测件7显示的位移量变化数值，若两侧的检测件7变化数值一致，则轴承外圈与轴承内圈同心，若两侧的检测件7变化数值不一致，则两侧检测件7的变化数值的差值即为轴承外圈圆心与轴承内圈圆心的初始位移偏移值；
A4：启动驱动机构8以使夹持板6移动，观察两侧的检测件7显示的位移量数值变化，当两侧的检测件7的位移量无变化时，关闭驱动机构8以使夹持板6停止移动，此时检测件7显示的位移变化量即为轴承径向间隙。
上述技术方案的工作原理：检测轴承径向间隙时，首先观察并记录在未安装轴承10时，两侧的检测件7显示的初始数值是否一致，若一致，则说明两侧的夹持板6与轴承内圈中心的距离一致，此时可安装轴承内圈，若不一致，则需调整两侧检测装置以使两侧的检测件7显示的初始数值一致，或记录两侧的检测件7显示的初始数值差值X，即一致时，X＝0，安装轴承内圈后，并通过转动齿轮2以夹紧轴承10，完成对轴承10的稳定夹持，此时观察两侧的检测件7显示的位移量变化数值，若两侧的检测件7变化数值一致，则便是轴承外圈和轴承内圈同心，若不一致，则表示两侧检测件7检测到的位移量变化数值的差值即为轴承外圈圆心与轴承内圈圆心的初始位移偏移值Y，即一致时，Y＝0，然后启动驱动机构8，带动夹持板6移动，直至两侧的检测件7的位移量无变化时，说明轴承内圈和轴承外圈无缝隙可移动，此时两侧的检测件7显示的位移变化量Z即为轴承径向间隙。
上述技术方案的有益效果：通过观察检测件7的在安装轴承前后的数值和启动驱动机构8后的数值，即可判断出轴承的径向间隙，利用两侧的夹持板6同步移动夹持轴承10，使轴承外圈和轴承内圈同心，即X＝0，即使由于制造误差出现不同心的情况，也可通过观察初始位移偏移值Y和位移变化量Z准确检测出轴承的径向间隙，提高了检测的准确性，且方便操作，计算简单，提高了检测效率。
在本发明的一个实施例中，所述步骤A4中，启动驱动机构8时，首先启动一侧的驱动机构8以观察检测件7显示的位移变化量，然后在一侧的驱动机构8回位后，启动另一侧的驱动机构8以观察检测件7显示的位移变化量，若两次检测的位移变化量在预设误差范围内，则该轴承间隙合格，反之则不合格。
上述技术方案的工作原理：如图1，启动驱动机构8时，通过驱动机构8带动一侧的夹持板6移动，即该侧的夹持板6与滑板4之间的距离增大，另一侧的夹持板6与滑板4之间的距离减小，且增大量与减小量相等，当检测件7检测到的数值不变时，说明已检测出了轴承的径向间隙，此时观察两侧的检测件7的数值即可，在该侧的驱动机构8回位后，启动另一侧的驱动机构8，以观察轴承的径向间隙，若两次检测的位移变化量在预设误差范围内，则该轴承间隙合格，反之则不合格。
上述技术方案的有益效果：通过从两个方向带动轴承外圈径向移动以观察两侧的径向间隙是否一致，提高了检测准确度；通过检测件7检测到的数值不变时，关闭驱动机构8，即可观察到轴承的径向间隙，且适用于不同的轴承径向间隙的轴承，提高了适用范围，保证了测量结果的准确性。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于，包括：
工作台，所述工作台上固定连接有贯穿所述工作台的内圈安装杆，所述内圈安装杆的第一端用于安装轴承内圈，所述内圈安装杆的第二端转动连接有齿轮，所述工作台上安装有夹持检测组件；
所述夹持检测组件包括：齿条，两个所述齿条滑动连接在所述工作台靠近所述齿轮侧，所述齿条与所述齿轮啮合，两个所述齿条关于所述齿轮轴线中心对称，所述工作台上远离所述齿条侧限位滑动连接有滑板，所述滑板与所述齿条固定连接，两个所述滑板关于所述齿轮轴线对称设置，所述滑板通过弹簧连接有夹持板，所述滑板与所述夹持板之间安装有检测件，所述检测件用于检测所述滑板和所述夹持板之间的位移量，所述滑板上安装有用于驱动所述夹持板移动的驱动机构；
航天轴承径向间隙的检测方法，包括以下步骤：
A1：观察并记录在未安装轴承时，两侧的检测件显示的初始数值是否一致，若一致，则可以安装轴承内圈，若不一致，则调整检测装置以使两侧的检测件显示的初始数值一致或记录两侧的检测件的初始数值差值；
A2：转动齿轮以使两侧的夹持板相互同步远离，将轴承内圈安装在内圈安装杆上，反向转动齿轮以使两侧的夹持板相互同步靠近夹持轴承外圈；
A3：观察并记录检测件显示的位移量变化数值，若两侧的检测件变化数值一致，则轴承外圈与轴承内圈同心，若两侧的检测件变化数值不一致，则两侧检测件的变化数值的差值即为轴承外圈圆心与轴承内圈圆心的初始位移偏移值；
A4：启动驱动机构以使夹持板移动，观察两侧的检测件显示的位移量数值变化，当两侧的检测件的位移量无变化时，关闭驱动机构以使夹持板停止移动，此时检测件显示的位移变化量即为轴承径向间隙。
2.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述内圈安装杆的第一端上安装有适配机构，所述适配机构用于扩张直径以适配轴承内圈，所述适配机构包括：所述内圈安装杆第一端开设的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述螺杆上固定连接有安装套，所述安装套套设在所述内圈安装杆的第一端上滑动连接，所述安装套周壁周向设置有多个连接板，所述连接板上并排铰接有多个铰接杆，所述铰接杆远离所述连接板端铰接有抵接板，所述抵接板滑动连接在所述工作台上，转动所述螺杆以使多个所述抵接板在所述工作台上同时滑动以适配安装不同直径的轴承内圈。
3.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述工作台上安装有多组所述夹持检测组件，多组所述夹持检测组件以所述齿轮轴线为中心周向设置。
4.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述滑板上固定连接有滑杆，所述夹持板与所述滑杆滑动连接，所述弹簧套设在所述滑杆上。
5.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述检测件为千分表和位移传感器中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述工作台上设有用于所述滑板穿过的条形孔。
7.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述内圈安装杆上套设有扭簧，所述扭簧的第一端与所述工作台远离所述滑板侧固定连接，所述扭簧的第二端与所述齿轮固定连接。
8.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述齿轮远离所述内圈安装杆端固定连接有手摇杆。
9.根据权利要求1所述的航天轴承径向间隙的检测装置，其特征在于：所述步骤A4中，启动驱动机构时，首先启动一侧的驱动机构以观察检测件显示的位移变化量，然后在一侧的驱动机构回位后，启动另一侧的驱动机构以观察检测件显示的位移变化量，若两次检测的位移变化量在预设误差范围内，则该轴承的径向间隙合格，反之则不合格。
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