CN117267270B - 一种自动化装配滚珠轴承的装配机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，涉及轴承装配技术领域，包括机架、滚珠装配组件、内圈装配组件以及驱动组件，机架上设置有容置轴承的外圈的外圈组架以及容置轴承的内圈的内圈组架，驱动组件的动力输出端作直线往复运动，动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件将内圈输送至外圈内。本发明提供的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，通过驱动组件的动力输出端一个运动来回即可实现滚珠轴承的自动装配作业，无需加热或冲击等操作，装配效率高，而且不会对轴承造成损伤。

Description

一种自动化装配滚珠轴承的装配机构

技术领域

本发明涉及轴承装配技术领域，具体为一种自动化装配滚珠轴承的装配机构。

背景技术

滚珠轴承是由轴承内圈、轴承外圈、滚珠以及滚珠保持架等部件组成，轴承的各部件是分别生产的，然后装配到一起。目前除了手工装配轴承外，也有些通过辅助设备进行装配。

公开号为CN213511760U，名称为“一种高速轴承内外圈装配装置”的专利，其通过对轴承外圈进行电磁加热转动，加热完成的轴承外圈受热膨胀，然后轴承外圈通过机械手夹取装配到内圈外侧。

公开号为CN214979058U，名称为“一种轴承外圈装配定位工装”的专利，其将轴承外圈放在外限位筒与内限位柱之间形成空腔内，然后再将轴承内圈套接在所述内限位柱上，且轴承内圈的下表面与轴承外圈的上表面重合，进而实现通过外限位筒对轴承外圈进行位置限定通过外力的敲打，使两者完成装配。

诸如上述专利的现有技术中，轴承的装配需要经历加热或冲击等步骤，耗时长且存在导致轴承受损的风险，并且装配效率也不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，以解决上述现有技术中的不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，包括机架、滚珠装配组件、内圈装配组件以及驱动组件，机架上设置有容置轴承的外圈的外圈组架以及容置轴承的内圈的内圈组架，驱动组件的动力输出端作直线往复运动，动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件将内圈输送至外圈内。

进一步地，所述滚珠装配组件包括滑动杆、两个同轴的套环以及两个同轴的弧形托，滑动杆固定连接在所述动力输出端上且与外圈组架上的外圈共轴，滑动杆的周侧面上开设有两个旋向相反的第一螺旋槽，两套环与两弧形托一一对应地固定连接，两套环均活动套设在滑动杆上，两所述套环上分别设置有第一凸起，两个第一凸起与两第一螺旋槽一一对应地滑动配合。

进一步地，所述内圈装配组件包括转动环、凸轮、芯杆以及弹性复位件，所述转动环具有阻尼地转动连接在机架上，凸轮通过与其同轴固接的空心杆滑动连接在转动环内，空心杆沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架或转动环相抵接的第一抵接工位，空心杆上固定连接有与轴承的内圈挡接的挡板，空心杆的内壁上设有第二螺旋槽，芯杆沿轴向滑动连接在空心杆内，芯杆与机架滑动连接，芯杆上设置有与第二螺旋槽滑动配合的第二凸起，弹性复位件的弹力沿第一方向作用于芯杆上，在第一行程中滑动杆接近芯杆并使二者之间的连接组件耦合。

进一步地，在所述第一行程结束时两弧形托相抵近的弧形端之间磁吸连接。

进一步地，所述连接组件为被动式的磁吸结构或卡接结构，芯杆沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架相抵接的第二抵接工位，在第二行程中当芯杆抵达第二抵接工位后所述连接组件解耦。

进一步地，所述连接组件为电磁吸附机构，在第一行程末端时使滑动杆与芯杆之间磁吸连接，在第二行程末端时断开磁吸。

进一步地，所述弹性复位件为拉簧或发条弹簧。

进一步地，所述驱动组件为液压装置、气缸或电动推杆。

进一步地，所述内圈组架上的内圈相对于外圈组架上的外圈向上偏心布置。

进一步地，所述凸轮与内圈组件上的内圈共轴，凸轮的长径等于内圈的半径，凸轮的长径与短径之差等于外圈与内圈的偏心距。

在上述技术方案中，本发明提供的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，驱动组件的动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件将内圈输送至外圈内，驱动组件的动力输出端一个运动来回即可实现滚珠轴承的自动装配作业，无需加热或冲击等操作，装配效率高，而且不会对轴承造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的结构示意图；

图2为本发明的结构正视图；

图3为本发明的滚珠装配组件的拆分结构示意图；

图4-6为本发明的第一行程初始时的示意图；

图7-9为本发明第一行程中弧形托与滚珠刚好进入到外圈内部的示意图；

图10-12为本发明第一行程结束时的示意图；

图13-15为本发明第二行程中凸轮刚好进入内圈内部时的示意图；

图16-18为本发明第二行程中内圈刚好进入到外圈内时的示意图；

图19-21为本发明第二行程中凸轮旋转180度时的示意图；

图22-24为本发明第二行程结束时的示意图。

附图标记说明：

1、机架；1.1、外圈组架；1.2、内圈组架；2、滚珠装配组件；2.1、滑动杆；2.2、套环；2.3、弧形托；2.4、第一螺旋槽；2.5、第一凸起；3、内圈装配组件；3.1、转动环；3.2、凸轮；3.3、空心杆；3.4、芯杆；3.5、挡板；3.6、第二螺旋槽；3.7、第二凸起；3.8、弹性复位件；3.9、连接组件；4、驱动组件；5、导轨；6、滑块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

请参阅图1-24，本发明实施例提供的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，包括机架1、滚珠装配组件2、内圈装配组件3以及驱动组件4，机架1上设置有容置轴承的外圈的外圈组架1.1以及容置轴承的内圈的内圈组架1.2；驱动组件4的动力输出端作直线往复运动，动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件2将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件3将内圈输送至外圈内。

具体的，机架1作为相对地面或平台固定的固定基础，其形状能够根据需求进行适配。外圈组件包括上下两个相平行的压板单元，外圈被两个压板单元挤压在中间从而被定位，外圈通过一个推板推动到装配位置以及从装配位置推离；进一步地，两个压板单元中至少有一个为具有动力的输送带，输送带运动时能够对外圈进行输送上料以及对装配好的滚珠轴承进行输送下料，输送台停止时外圈即被定位。内圈组架1.2包括一个承托内圈的托板。外圈与内圈的上料以及装配完成的滚珠轴承的下料非本发明的创新内容，采用现有技术即可，不赘述。驱动组件4安装在机架1上，具体为液压装置、气缸或电动推杆等能够稳定输出直线往复运动的机构。

在上述技术方案中，本发明提供的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，驱动组件4的动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件2将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件3将内圈输送至外圈内，驱动组件4的动力输出端一个运动来回即可实现滚珠轴承的自动装配作业，无需加热或冲击等操作，装配效率高，而且不会对轴承造成损伤。

作为本发明优选的技术方案，滚珠装配组件2包括滑动杆2.1、两个同轴的套环2.2以及两个同轴的弧形托2.3，弧形托2.3的圆心角均为为80-90度，滑动杆2.1固定连接在动力输出端上且与外圈组架1.1上的外圈共轴，两套环2.2与两弧形托2.3一一对应地固定连接，具体为相对应的弧形托2.3与套环2.2之间通过连接杆固定连接，两套环2.2均活动套设在滑动杆2.1上，滑动杆2.1的周侧面上开设有两个旋向相反的第一螺旋槽2.4，两套环2.2上分别设置有第一凸起2.5，两个第一凸起2.5与两第一螺旋槽2.4一一对应地滑动或滚动配合。进一步地，在第一行程初始时，两弧形托2.3因重力合到一起，通过人工或导管向合刀一起的两个弧形托2.3中装上多个滚珠(一个滚珠轴承所需要的滚珠数量)，在第一行程结束时两弧形托2.3相抵近的弧形端之间磁吸连接。

作为本发明优选的技术方案，内圈装配组件3包括转动环3.1、凸轮3.2、芯杆3.4以及弹性复位件3.8，转动环3.1具有阻尼地转动连接在机架1上，即转动环3.1与机架1之间的相对转动具有一个旋转阻力，该旋转阻力要大于下述的芯杆3.4与空心杆3.3之间相对滑动的滑动阻力，凸轮3.2通过与其同轴固接的空心杆3.3滑动连接在转动环3.1内，空心杆3.3沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架1或转动环3.1相抵接的第一抵接工位，空心杆3.3上固定连接有与轴承的内圈挡接的挡板3.5，空心杆3.3的内壁上设有第二螺旋槽3.6，芯杆3.4沿轴向滑动连接在空心杆3.3内，芯杆3.4与机架1滑动连接，具体的，机架1上固定连接有导轨5，芯杆3.4上固定连接的滑块6，滑块6与导轨5滑动连接，芯杆3.4上设置有与第二螺旋槽3.6滑动或滚动配合的第二凸起3.7，弹性复位件3.8的弹力沿第一方向作用于芯杆3.4上，弹性复位件3.8为拉簧或发条弹簧，其一端相对机架1固定连接，另一端与芯杆3.4固定连接，在第一行程中滑动杆2.1接近芯杆3.4并使二者之间的连接组件3.9耦合(即连接到一起)。优选的，连接组件3.9为被动式的磁吸结构或卡接结构，即滑动杆2.1上有第一连接部，芯杆3.4上有第二连接部，第一连接部与第二连接部之间能够磁吸配合或卡接配合，芯杆3.4沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架1或转动环3.1相抵接的第二抵接工位，在第二行程中当芯杆3.4抵达第二抵接工位后连接组件3.9解耦(即断开连接)；或者，连接组件3.9为电磁吸附机构，在第一行程末端时使滑动杆2.1与芯杆3.4之间磁吸连接，在第二行程末端时电磁吸附机构断开磁吸。

作为本发明优选的技术方案，内圈组架1.2上的内圈相对于外圈组架1.1上的外圈向上偏心布置，内圈的轴心与外圈的轴心处于同一竖平面上，内圈的轴心高于外圈的轴心，内圈的顶部低于外圈内壁的顶部。更进一步的，凸轮3.2与内圈组件上的内圈共轴，凸轮3.2的长径(凸部距离轴心的长度)等于内圈的半径，凸轮3.2的长径与短径(轮部距离轴心长度)之差等于外圈与内圈的偏心距。

在本发明中，在完全组架上的外圈与内圈组架1.2上的内圈到位后(如图4-6)，驱动组件4的动力输出端沿第一方向运动第一行程：在第一行程中，滑动杆2.1在动力输出端的驱动下首先带着两个套环2.2、两个弧形托2.3以及两弧形托2.3中的各滚珠一起同步运动，直至两弧形托2.3带着其上滚珠进入到外圈内，此时两弧形托2.3贴近外圈内壁的下半部分，两弧形托2.3的边缘抵接到外圈的端面，参阅图7-8；因此，随着驱动组件4驱使滑动杆2.1继续沿第一方向运动，由于两弧形托2.3的边缘外端端面的抵接，滑动杆2.1无法再带动两弧形托2.3、各滚珠与两套环2.2同步运动，滑动杆2.1通过两组第一螺旋槽2.4与第一凸起2.5的配合使得两个套环2.2以相反的旋转方向转动，从而带动两个弧形托2.3逆向转动分离，两个弧形托2.3上的滚珠则滚动至外圈中，直到两个弧形托2.3旋转至外圈内壁的上半部分且换了另一端相抵近并磁吸到一起，此时第一行程结束，滑动杆2.1与芯杆3.4之间的连接组件3.9耦合，参阅图10-12。

接下来，驱动组件4的动力输出端沿第一方向的反方向运动第二行程：在第二行程中，滑动杆2.1在动力输出端的驱动下带着两套环2.2、两弧形托2.3以及通过耦合的连接组件3.9带动芯杆3.4、空心杆3.3、凸轮3.2同步运动，从而使凸轮3.2进入到内圈内，凸轮3.2的凸部与内圈的内壁顶部贴近，且挡板3.5与内圈的端面抵接，同时弹性复位件3.8进一步发生形变而蓄能，参阅图13-15；随着滑动杆2.1继续运动，挡板3.5带动内圈脱离内圈组架1.2，凸轮3.2支撑着内圈，使内圈进入到外圈内，由于内圈进入外圈的过程中内圈的顶部与外圈的内壁顶部贴近，所以内圈不会与外圈内的滚珠干涉，此时空心杆3.3抵达与转动环3.1或机架1相抵接的第一抵接工位，并且其中一个套环2.2与机架1抵接，同时弹性复位件3.8进一步形变蓄能，参阅图16-18；随着滑动杆2.1继续运动，一方面，由于空心杆3.3与转动环3.1或机架1发生了抵接无法再继续跟随芯杆3.4运动，因此芯杆3.4相对空心杆3.3发生滑动，芯杆3.4通过第二凸起3.7与第二螺旋槽3.6的配合，使得空心杆3.3、凸轮3.2及转动环3.1自转180度，凸轮3.2的凸部脱离对内圈的支撑，内圈的在外圈内的高度下降至与外圈同轴，外圈中的各滚珠对内圈进行支撑，同时弹性复位件3.8进一步形变蓄能，此时芯杆3.4抵达与机架1相抵接的第二抵接工位(滑块6与机架1或转动环3.1抵接)，另一方面，由于套环2.2与机架1抵接，在第一螺旋槽2.4与第一凸起2.5的配合下，使得两套环2.2逆向旋转，即两弧形托2.3逆向旋转复位(此时并未完全复位)，参阅图19-21；最后，随着滑动杆2.1继续运动，由于空心杆3.3抵达第一抵接工位、芯杆3.4抵达第二抵接工位，芯杆3.4与空心杆3.3均无法跟随滑动杆2.1继续运动，驱动组件4解耦(驱动组件4的动力输出端对滑动杆2.1的作用力大到使被动式的磁吸结构或卡接结构解耦；或者电磁吸附机构主动断开磁吸)，在第一螺旋槽2.4与第一凸起2.5的配合下使得两弧形托2.3逆向旋转至完全复位，参阅图22-24；紧接着弹性复位件3.8的弹力先使得芯杆3.4、空心杆3.3及凸轮3.2一起往第一方向移动，凸轮3.2从内圈中脱离，直至挡板3.5抵接到机架1或转动环3.1，然后弹性复位件3.8的弹力使得芯杆3.4相对空心杆3.3滑动，芯杆3.4通过第二凸起3.7与第二螺旋槽3.6的配合使得空心杆3.3、凸轮3.2及转动环3.1旋转180度复位，重新回到图4-6所示的状态，一个滚珠轴承即被装配完成。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，包括机架（1）、滚珠装配组件（2）、内圈装配组件（3）以及驱动组件（4），机架（1）上设置有容置轴承的外圈的外圈组架（1.1）以及容置轴承的内圈的内圈组架（1.2），驱动组件（4）的动力输出端作直线往复运动，动力输出端沿第一方向运动的第一行程中驱使滚珠装配组件（2）将多颗滚珠输送放置到外圈内，动力输出端沿第一方向的相反方向运动返程的第二行程中驱使内圈装配组件（3）将内圈输送至外圈内；

所述滚珠装配组件（2）包括滑动杆（2.1）、两个同轴的套环（2.2）以及两个同轴的弧形托（2.3），滑动杆（2.1）固定连接在所述动力输出端上且与外圈组架（1.1）上的外圈共轴，滑动杆（2.1）的周侧面上开设有两个旋向相反的第一螺旋槽（2.4），两套环（2.2）与两弧形托（2.3）一一对应地固定连接，两套环（2.2）均活动套设在滑动杆（2.1）上，两所述套环（2.2）上分别设置有第一凸起（2.5），两个第一凸起（2.5）与两第一螺旋槽（2.4）一一对应地滑动配合；

所述内圈装配组件（3）包括转动环（3.1）、凸轮（3.2）、芯杆（3.4）以及弹性复位件（3.8），所述转动环（3.1）具有阻尼地转动连接在机架（1）上，凸轮（3.2）通过与其同轴固接的空心杆（3.3）滑动连接在转动环（3.1）内，空心杆（3.3）沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架（1）或转动环（3.1）相抵接的第一抵接工位，空心杆（3.3）上固定连接有与轴承的内圈挡接的挡板（3.5），空心杆（3.3）的内壁上设有第二螺旋槽（3.6），芯杆（3.4）沿轴向滑动连接在空心杆（3.3）内，芯杆（3.4）与机架（1）滑动连接，芯杆（3.4）上设置有与第二螺旋槽（3.6）滑动配合的第二凸起（3.7），弹性复位件（3.8）的弹力沿第一方向作用于芯杆（3.4）上，在第一行程中滑动杆（2.1）接近芯杆（3.4）并使二者之间的连接组件（3.9）耦合。

2.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，在所述第一行程结束时两弧形托（2.3）相抵近的弧形端之间磁吸连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述连接组件（3.9）为被动式的磁吸结构或卡接结构，芯杆（3.4）沿第一方向的反方向滑动的行程中具有一与机架（1）相抵接的第二抵接工位，在第二行程中当芯杆（3.4）抵达第二抵接工位后所述连接组件（3.9）解耦。

4.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述连接组件（3.9）为电磁吸附机构，在第一行程末端时使滑动杆（2.1）与芯杆（3.4）之间磁吸连接，在第二行程末端时断开磁吸。

5.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述弹性复位件（3.8）为拉簧或发条弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述驱动组件（4）为液压装置、气缸或电动推杆。

7.根据权利要求1所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述内圈组架（1.2）上的内圈相对于外圈组架（1.1）上的外圈向上偏心布置。

8.根据权利要求7所述的一种自动化装配滚珠轴承的装配机构，其特征在于，所述凸轮（3.2）与内圈组架（1.2）上的内圈共轴，凸轮（3.2）的长径等于内圈的半径，凸轮（3.2）的长径与短径之差等于外圈与内圈的偏心距。