CN210937989U - 一种半自动微型轴承压装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半自动微型轴承压装装置，压装装置包括主轴、压头、轴承座、推杆与力‑位移传感器。所述主轴与压头密封连接在一起，用于微型轴承的转轴上料；所述推杆安装于轴承座内，用于微型轴承的压装定位；所述力‑位移传感器用于检测转轴与微型轴承压装过程中的应力与位移。将所述主轴安装在压力机上并连接真空泵，推杆连接气缸，利用真空泵产生负压吸附转轴上料，同时将微型轴承放置于轴承座中，通过手动操作压力机将转轴精确压入微型轴承中，并利用气缸上行辅助微型轴承退料。该微型轴承压装装置操作简便、装配精度高、适用性广泛，可用于各尺寸系列微型轴承的精确安装。

Description

一种半自动微型轴承压装装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承压装机械装置，尤其涉及一种微型轴承压装装置。

背景技术

微型轴承是指公制系列外径小于9mm，或英制系列外径小于9.525mm的各类轴承，主要材质有碳钢、轴承钢、不锈钢、塑料、陶瓷等。目前，世界上最小的商用钢球轴承可以做到外径1.5mm，内径0.5mm，钢球直径0.25mm。微型轴承主要适用于各类工业设备、小型回转电机等高转速低噪音的领域，如：办公器械、微型电机、仪表仪器、小型钟表、齿科牙钻、硬盘马达、玩具模型等相关领域。由于微型轴承的外形尺寸较小、精度较高，因此其安装难度较大。如果微型轴承安装不正确，一方面可能会直接影响轴承传动的精度和稳定性，另一方面也可能也会使轴承内的零部件产生压痕或裂纹，从而导致轴承在工作时迅速失效。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微型轴承压装装置，该微型轴承压装装置操作简便、装配精度高、适用性广泛，可用于各尺寸系列微型轴承的精确安装。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种半自动微型轴承压装装置，包括主轴、压头、轴承座、推杆和力-位移传感器，所述主轴、压头、轴承座、推杆位于同一轴线上；所述力-位移传感器固定连接在主轴的上方，用于实时测量转轴压入微型轴承过程中的应力与位移，所述主轴的底部向上垂直开设槽孔用于安装压头和用作真空腔，所述压头上部的槽孔形成真空腔，所述真空腔内设置与其相互贯通的气孔，所述气孔穿透主轴；所述压头具有上料孔和轴肩；所述上料孔的外侧与主轴的槽孔形成螺纹连接，所述轴肩压紧在主轴的底部端面上用于辅助主轴和压头的密封；所述轴承座具有中心通孔,所述推杆安装于轴承座的中心通孔内，轴承座固定不动且推杆在轴承座内上下移动，所述推杆的顶部具有平台和凹槽，所述平台上放置微型轴承，凹槽位于微型轴承的下方。

上述主轴与压头通过螺栓连接，且主轴与压头的接触面具有良好的气体密封性。

上述上料孔的直径大于转轴的端面直径且小于转轴的轴肩直径。

上述中心通孔与微型轴承外圈为大间隙配合。

上述轴承座内还设置球体以及弹簧，所述中心通孔内且位于微型轴承四周的内壁开设若干壁孔，壁孔内均设置球体和弹簧，所述球体位于中心通孔方向一端，通过弹簧连接安装于壁孔中。

上述球体、弹簧、壁孔数量为3的倍数并周向布置在中心通孔的内壁面上，且球体和弹簧沿壁孔的轴线方向伸缩，用于微型轴承的外圈精确定位。

上述平台的直径大于微型轴承的外圈内径，凹槽的直径介于微型轴承的内圈内径与内圈外径之间。

使用方法包括如下步骤：

1、将主轴安装至手动压力机上，主轴上的气孔接通真空泵；

2、开启真空泵使真空腔产生负压并吸附微型轴承的转轴的一端进入压头的上料孔中，转轴的轴肩端面则与压头的轴肩端面紧密贴合；

3、推杆连接气缸，将微型轴承放置于推杆的平台上，并利用轴承座的中心通孔对微型轴承进行初步定位，微型轴承的外圈压缩球体和弹簧实现精确定位；

4、手动操作压力机使主轴带动转轴下移并压入微型轴承的内圈中，此时，力-位移传感器实时测量转轴压入微型轴承过程中的接触应力与位移，并输出力-位移曲线用于自动识别压装效果；

5、微型轴承安装完毕后，手动操作压力机使主轴回至原位，并利用气缸推动推杆上移将装配好的微型轴承和转轴一起顶出轴承座，实现成品下料。

有益效果：本实用新型提供的微型轴承压装装置，相比现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型提出的微型轴承压装装置利用真空吸附的方式对转轴进行快速上料，微型轴承通过轴承座进行精确定位，转轴和微型轴承的装配通过手动压力机完成，装配完成后利用气缸推动推杆将成品顶出实现快速下料，轴承装配精度则由力-位移传感器保障。由于转轴和微型轴承的外形尺寸较小，且微型轴承的壁薄、刚性较低，在装配过程中产生过大的压装力会导致微型轴承的内外圈变形与失效。此外，如果转轴在微型轴承中安装位移不到位，也会影响轴承后期的工作稳定性。目前，虽然有报道过一些微型轴承的辅助安装装置，但是这类辅助装置仅仅保障了微型轴承的便捷安装，并没有考虑微型轴承安装时的受力与位移问题，且微型轴承由于体积小，其精确定位也是需要解决的一个关键问题。此外，微型轴承与转轴安装时的壁面接触应力以及相对位移对轴承后期的寿命有极大影响。因此，采用本实用新型中的压装装置可以保障微型轴承的高效、精确装配，利用轴承座中的中心通孔、壁面球体、弹簧等机械结构实现微型轴承的精确定位。由于球体和弹簧可以伸缩运动，转轴压入微型轴承时，微型轴承可以实现水平方向的微量浮动调整，达到精确定心的效果。此外，压装装置中的力-位移传感器可以实时监测轴承的压装受力与位移，保障轴承精密安装的关键技术需求，确保压装过程不会损伤轴承的零部件及影响轴承寿命。该压装装置为全自动操作，装配精度高、适用性广泛，可用于各尺寸系列微型轴承的精确安装。

附图说明

图1是微型轴承压装装置的剖视图；

图2是转轴被压入微型轴承的示意图；

图3是转轴压入微型轴承后主轴上升的示意图；

图4是推杆将安装好的微型轴承顶出的示意图；

图5是推杆返回原位的示意图。

其中，1为主轴，2为压头，3为轴承座，4为推杆，5为真空腔，6为气孔，7为上料孔,8为轴肩，9为中心通孔，10为平台，11为凹槽，12为转轴，13为微型轴承，14为力-位移传感器，15为球体，16为弹簧，17为壁孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：

一种半自动微型轴承压装装置，用于安装标准尺寸的微型深沟球轴承及其转轴，轴承与转轴的主要尺寸参数如下：

轴承：外圈外径5mm，外圈内径4mm，内圈外径2.9mm，内圈内径2mm，宽度1.5mm；

转轴：端面直径2mm,插入轴承端长度2.5mm，轴肩直径2.7mm。

压装装置结构如图1所示，包括主轴1、压头2、轴承座3、推杆4和力-位移传感器14，主轴1、压头2、轴承座3、推杆4位于同一轴线上；力-位移传感器14固定连接在主轴1的上方，用于实时测量转轴12压入微型轴承13过程中的应力与位移，主轴1的底部向上垂直开设槽孔用于安装压头2和用作真空腔5，压头2上部的槽孔形成真空腔5，真空腔5内设置与其相互贯通的气孔6，气孔6穿透主轴1；压头2具有上料孔7和轴肩8；上料孔（7）的直径为2.3mm，轴肩（8）压紧在主轴（1）的端面上用于辅助主轴（1）和压头（2）的密封。上料孔7的外侧与主轴1的槽孔形成螺纹连接，轴肩8压紧在主轴1的底部端面上用于辅助主轴1和压头2的密封；轴承座3具有中心通孔9,推杆4安装于轴承座3的中心通孔9内，轴承座3固定不动且推杆4在轴承座3内上下移动，推杆4的顶部具有平台10和凹槽11，平台10上放置微型轴承13，凹槽11位于微型轴承13的下方。

主轴1与压头2通过螺栓连接，且主轴1与压头2的接触面具有良好的气体密封性。

上料孔7的直径大于微型轴承13的转轴12的端面直径且小于转轴12的轴肩直径。

中心通孔9与微型轴承13外圈为大间隙配合。

平台10的直径大于微型轴承13的外圈内径，凹槽11的直径介于微型轴承13的内圈内径与内圈外径之间。

轴承座3还设计有球体15、弹簧16和壁孔17，中心通孔9的公称直径为5mm，与微型深沟球轴承外圈的配合间隙为0.22mm。推杆4设计有平台10和凹槽11，平台10的直径为4.8mm，凹槽11的直径为2.5mm，深度为4mm，球体15、弹簧16和壁孔17均设置了三组，且沿中心通孔9的内壁面均匀周向布置。

将压装装置的主轴1安装至一台手动压力机，气孔6通过气管连接一台真空泵。开启真空泵使真空腔5产生负压，调节真空压力值使转轴12被吸附至上料孔7中，转轴12的轴肩端面与轴肩8端面紧密贴合。将推杆4安装于中心通孔9中，推杆4的下部连接一台气缸，推杆4可以根据气缸轴的运动沿着中心通孔9的内壁面上下移动。将微型深沟球轴承13放置于平台10上，利用中心通孔9对微型轴承13进行初步定位，并利用弹簧16的弹力将球体15压紧于微型深沟球轴承13的外圈上，实现精确定位。

如图2-5所示，手动操作压力机使主轴1带动转轴12下移并压入微型轴承13的内圈中。在转轴12接触微型轴承13表面时，力-位移传感器14开始实时测量转轴12压入微型轴承13过程中的应力与位移，并输出力-位移曲线用于自动识别压装效果。如发现压入应力或位移超差，装置立即报警，提醒操作人员即时发现安装缺陷。微型轴承13安装完毕后，手动操作压力机使主轴1回至原位，微型轴承13和转轴12则留在轴承座中图3。此时，操作气缸使推杆4上移将装配好的微型轴承13和转轴12一起顶出轴承座3，实现成品下料，并由操作人员将成品取走图4。最后，再次操作气缸使推杆4缩回至底部位置图5。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：包括主轴（1）、压头（2）、轴承座（3）、推杆（4）和力-位移传感器（14），所述主轴（1）、压头（2）、轴承座（3）、推杆（4）位于同一轴线上；所述力-位移传感器（14）固定连接在主轴（1）的上方，用于实时测量转轴（12）压入微型轴承（13）过程中的应力与位移，所述主轴（1）的底部向上垂直开设槽孔用于安装压头（2）和用作真空腔（5），所述压头（2）上部的槽孔形成真空腔（5），所述真空腔（5）内设置与其相互贯通的气孔（6），所述气孔（6）穿透主轴（1）；所述压头（2）具有上料孔（7）和轴肩（8）；所述上料孔（7）的外侧与主轴（1）的槽孔形成螺纹连接，所述轴肩（8）压紧在主轴（1）的底部端面上用于辅助主轴（1）和压头（2）的密封；所述轴承座（3）具有中心通孔（9）,所述推杆（4）安装于轴承座（3）的中心通孔（9）内，轴承座（3）固定不动且推杆（4）在轴承座（3）内上下移动，所述推杆（4）的顶部具有平台（10）和凹槽（11），所述平台（10）上放置微型轴承（13），凹槽（11）位于微型轴承（13）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述主轴（1）与压头（2）通过螺栓连接，且主轴（1）与压头（2）的接触面具有密封性。

3.根据权利要求1所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述上料孔（7）的直径大于转轴（12）的端面直径且小于转轴（12）的轴肩直径。

4.根据权利要求1所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述中心通孔（9）与微型轴承（13）外圈为大间隙配合。

5.根据权利要求1所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述轴承座（3）内还设置球体（15）以及弹簧（16），所述中心通孔（9）内且位于微型轴承（13）四周的内壁开设若干壁孔（17），壁孔（17）内均设置球体（15）和弹簧（16），所述球体（15）位于中心通孔（9）方向一端，通过弹簧（16）连接安装于壁孔（17）中。

6.根据权利要求5所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述球体（15）、弹簧（16）、壁孔（17）数量为3的倍数并周向布置在中心通孔（9）的内壁面上，且球体（15）和弹簧（16）沿壁孔（17）的轴线方向伸缩，用于微型轴承（13）的外圈精确定位。

7.根据权利要求1所述的一种半自动微型轴承压装装置，其特征在于：所述平台（10）的直径大于微型轴承（13）的外圈内径，凹槽（11）的直径介于微型轴承（13）的内圈内径与内圈外径之间。

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