CN211697563U - 一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，包含动力及传动部件、检测机构、支撑外壳三部分。动力及传动部件实现轴承球的螺旋升降运动，检测机构通过四连杆机构保证了光纤传感器始终正对球心（垂直于球面），支撑外壳对整体结构起到了支撑作用，此装置结构简单，成本低，可适用于不同尺寸的轴承球，能快速的完成轴承球检测的动作，有利于轴承球表面检测的效率，增加检测的精度，具有很好的实用价值。

Description

一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置

技术领域

本实用新型专利涉及轴承球表面缺陷检测领域，具体为一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，通过传动装置实现轴承球螺旋升降，通过自对心机构保证了光纤传感器始终垂直于轴承球表面，可以实现快速高效的检测轴承球表面是否存在缺陷，解决了缺陷轴承球进入轴承导致的轴承失效问题。

背景技术

现有的轴承球缺陷检测方法分为人工检测和机械检测两种，人工检测为在强光下使用人眼配以放大镜、显微镜等设备对轴承球进行检测，劳动强度大、效率低、且对人眼存在一定的损害，而机械检测中用于展开钢球表面的关键零部件(如：展开轮)为易损件，且加工难度大需从国外采购，导致机械检测价格居高不下，难以普及，因此本实用新型专利设计了一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，结构简单，无较难加工的零部件，制作成本低，可以准确的识别轴承球表面是否存在缺陷，提高了轴承球的检测效率，降低成本和劳动强度。

发明内容

本实用新型专利的目的是：提供了一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，以解决上述背景技术中提到的检测成本高，核心部件生产难度大的问题。

为达到上述目的，本实用新型专利采用的技术方案如下：一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，包括有驱动电机，推力轴承A，推力轴承B，小齿轮，大齿轮，传动轴，轴承球支架，心轴，螺杆套筒，套筒，轴承球，定位压头，连杆A，连杆B，连杆C，光纤传感器，垫片，定位卡箍，外壳，销；所述外壳对整体提供支撑作用，外壳分为上下两个腔室，驱动电机安装于外壳下部，且与安装于外壳下腔内的传动轴相连接，传动轴从下往上依次安装有推力轴承A、小齿轮、轴承球支架，传动轴与轴承球支架通过相互配合的三角形截面链接，外壳下腔内还装有心轴，心轴从下往上依次装有螺杆套筒与套筒，螺杆套筒上梯形螺纹，与轴承球支架上的梯形槽相连接，螺杆套筒下部从下往上依次装有推力轴承B与大齿轮，轴承球支架上端位于外壳上腔内且为圆锥凹面，定位并支撑轴承球，连杆A与连杆C左侧与外壳内上腔中的安装轴铰接，可绕安装轴旋转，连杆B与连杆A与连杆C通过销铰接，连杆A、连杆B、连杆C与外壳组成平行4连杆机构，定位压头安装于外壳上腔内，其轴线与传动轴轴线重合，仅能沿竖直方向移动，下端与轴承球接触并通过重力使轴承球与轴承球支架压紧，定位压头内有矩形槽，槽内安装有销，与连杆A上的长圆孔相连接，所述光纤传感器通过垫片与定位卡箍安装于连杆C上，与连杆C平行。

本实用新型专利的有益效果为：提供了一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，结构简单，成本低，可适用于不同尺寸的轴承球，通过传动机构实现轴承球螺旋上升，通过四连杆机构实现光纤传感器所在直线始终穿过球心，利用计算机对光纤传感器测得的信号进行处理可得到轴承球表面的信息，从而达到钢球检测的目的，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型专利整体结构的剖视图；

图2-1为传动轴的主视图；

图2-2为传动轴的左视图；

图2-3为传动轴的俯视图；

图2-4为传动轴的整体图；

图3-1为轴承球支架的主视图；

图3-2为轴承球支架的左视图；

图3-3为轴承球支架的俯视图；

图3-4为轴承球支架的整体图；

图4为本实用新型专利一种进一步改进的整体结构的剖视图；

其中：1、驱动电机，2、推力轴承A，3、推力轴承B，4、小齿轮，5、大齿轮，6、传动轴，7、轴承球支架，8、心轴，9、螺杆套筒，10、套筒，11、轴承球，12、定位压头， 13、连杆A，14、连杆B，15、连杆C，16、光纤传感器，17、垫片，18、定位卡箍，19、外壳，20、销，21辅助压头。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型专利提供一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其特征在于包含动力及传动部件、检测机构、支撑外壳3部分。

动力及传动部件由驱动电机(1)、推力轴承A(2)、推力轴承B(3)、小齿轮(4)、大齿轮(5)，传动轴(6)、轴承球支架(7)、心轴(8)、螺杆套筒(9)、套筒(10)组成，除驱动电机外均安装于外壳下腔，驱动电机安装于外壳下部。

检测机构由待检测的轴承球(11)、定位压头(12)、连杆A(13)、连杆B(14)、连杆C(15)、光纤传感器(16)，垫片(17)，定位卡箍(18)、销(20)组成。

支撑外壳由外壳(19)组成。

动力及驱动部分连接及驱动方式如图1、图2、图3所示，驱动电机(1)安装于外壳(19)下部，且与安装于外壳(19)下腔内的传动轴(6)相连接，传动轴(6)从下往上依次安装有推力轴承A(2)、小齿轮(4)、轴承球支架(7)，外壳(19)下腔内还装有心轴 (8)，心轴从下往上依次装有螺杆套筒(9)与套筒(10)，螺杆套筒(9)上梯形螺纹，与轴承球支架(7)上的梯形槽相连接，螺杆套筒(9)下部从下往上依次装有推力轴承B (3)与大齿轮(5)，轴承球支架(7)上端位于外壳(19)上腔内且为圆锥面，定位并支撑轴承球(11)，推力轴承A(2)与推力轴承B(3)分别对传动轴(6)与螺杆套筒(9)起支撑作用，小齿轮(4)与大齿轮(5)啮合，动力驱动路径分为2条，第一条驱动路径为驱动电机(1)带动传动轴(6)旋转，传动轴(6)通过与其上端三角形突起与轴承球支架 (7)的三角形孔配合带动轴承球支架(7)旋转，轴承球(11)与轴承球支架(7)上圆锥面接触为环状的线接触，与定位压头(12)为点接触，由于轴承球支架(7)旋转使得轴承球(11)沿竖直轴线旋转；第二条驱动路径为驱动电机(1)带动传动轴(6)旋转，传动轴 (6)通过互相啮合的小齿轮(4)与大齿轮(5)带动螺杆套筒(9)旋转，螺杆套筒(9) 上的螺纹与轴承球支架(7)的环形槽相配合，螺杆套筒(9)旋转将通过螺纹使得轴承球支架(7)沿竖直方向移动，轴承球(11)位于轴承球支架(7)上与轴承球支架(7)一同沿竖直方向移动，通过这两条驱动路径，使得轴承球(11)在旋转同时沿竖直方向移动，完成螺旋上升或下降的驱动动作，上升与下降取决于驱动电机(1)的转向。

检测机构连接及移动方式如图1所示，连杆A(13)与连杆C(15)左侧与外壳 (19)内上腔中的安装轴铰接，可绕安装轴旋转，连杆B(14)与连杆A(13)和连杆C (15)通过销(20)铰接，连杆A(13)、连杆B(14)、连杆C(15)与外壳(19)组成平行4连杆机构，定位压头(12)安装于外壳(19)上腔内，其轴线与传动轴(6)轴线重合，仅能沿竖直方向移动，下端与轴承球(11)接触并通过重力使轴承球(11)与轴承球支架(7)压紧，定位压头(12)内有矩形槽槽内安装有销(20)，与连杆A(13)上的长圆孔相连接，所述光纤传感器(16)通过垫片(17)与定位卡箍(18)安装于连杆C(15)上，与连杆C(15)平行，对心方式为：连杆A(13)、连杆B(14)、连杆C(15)与外壳 (19)组成平行4连杆机构使得连杆A(13)与连杆C(15)平行，由于光纤传感器(16) 平行安装于连杆C(15)上使得光纤传感器轴线与连杆A(13)平行，通过调整垫片(17)的厚度与数量使得光纤传感器(16)所在直线穿过轴承球(11)球心，当轴承球(11)上升或下降时通过定位压头(12)带动连杆A(13)转动，进而带动光纤传感器(16)转动，由于定位压头(12)与轴承球(11)上升距离相等，距连杆A(13)与光纤传感器(16)转动中心的水平距离相等，连杆A(13)与光纤传感器(16)的转角相同，即轴承球(11)球心、定位压头(12)上的销(20)、连杆A(13)左端与外壳(19)固定处和光纤传感器 (16)转动中心构成平行四边形，使得光纤传感器(16)所在直线始终穿过轴承球(11)球心，完成自对心动作，当检测不同尺寸的轴承球(11)时，可通过调整垫片(17)的厚度与数量进行调整，以达到自对心检测的效果。

检测时轴承球(11)螺旋上升或下降，光纤传感器(16)相对于轴承球(11)螺旋下降或上升，从而使得光纤传感器(16)在轴承球(11)上扫描的轨迹成螺线型，从而完成轴承球(11)表面的检测。

作为本实用新型的进一步改进，定位压头(12)上可附加辅助轴承球(11)定位装置，如图4所示，在定位压头(12)下部安装辅助压头(21)，当定位压头(12)与传动轴 (6)的轴线存在较小的偏差时，辅助压头(21)通过下端锥面与轴承球(11)接触，与轴承球(11)一同旋转，辅助压头(21)上端与定位压头(12)通过接触平面纵向定位，辅助压头(21)可用于消除定位压头(12)与传动轴(6)的轴线偏差，防止轴承球(11)掉出。

Claims (5)

1.一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其包括驱动电机（1）、推力轴承A（2）、推力轴承B（3）、小齿轮（4）、大齿轮（5）、传动轴（6）、轴承球支架（7）、心轴（8）、螺杆套筒（9）、套筒（10）、轴承球（11）、定位压头（12）、连杆A（13）、连杆B（14）、连杆C（15）、光纤传感器（16）、垫片（17）、定位卡箍（18）、外壳（19）、销（20），其特征在于所述外壳（19）对整体提供支撑作用，外壳（19）分为上下两个腔室，驱动电机（1）安装于外壳（19）下部，且与安装于外壳（19）下腔内的传动轴（6）相连接，传动轴（6）从下往上依次安装有推力轴承A（2）、小齿轮（4）、轴承球支架（7），传动轴（6）与轴承球支架（7）通过相互配合的三角形截面链接，外壳（19）下腔内还装有心轴（8），心轴（8）从下往上依次装有螺杆套筒（9）与套筒（10），螺杆套筒（9）上有梯形螺纹与轴承球支架（7）上的梯形槽相连接，螺杆套筒（9）下部从下往上依次装有推力轴承B（3）与大齿轮（5），大齿轮（5）与小齿轮（4）啮合，轴承球支架（7）上端位于外壳（19）上腔内且为圆锥凹面，定位并支撑轴承球（11），连杆A（13）与连杆C（15）左侧与外壳（19）内上腔中的安装轴铰接，可绕安装轴旋转，连杆B（14）与连杆A（13）和连杆C（15）通过销（20）铰接，连杆A（13）、连杆B（14）、连杆C（15）与外壳（19）组成平行4连杆机构，定位压头（12）安装于外壳（19）上腔内，其轴线与传动轴（6）轴线重合，仅能沿竖直方向移动，下端与轴承球（11）接触并通过重力使轴承球（11）与轴承球支架（7）压紧，定位压头（12）内有矩形槽，槽内安装有销（20），此销（20）与连杆A（13）上的长圆孔相连接，所述光纤传感器（16）通过垫片（17）与定位卡箍（18）安装于连杆C（15）上，与连杆C（15）平行。

2.根据权利要求1所述的一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其特征在于使用两条驱动路径共同完成轴承球的螺旋升降运动，第一条驱动路径为驱动电机（1）带动传动轴（6）旋转，传动轴（6）与轴承球支架（7）通过相互配合的三角形截面链接，带动轴承球支架（7）旋转，轴承球（11）与轴承球支架（7）上圆锥面接触为环状的线接触，与定位压头（12）为点接触，由于轴承球支架（7）旋转使得轴承球（11）沿竖直轴线旋转；第二条驱动路径为驱动电机（1）带动传动轴（6）旋转，传动轴（6）通过互相啮合的小齿轮（4）与大齿轮（5）带动螺杆套筒（9）旋转，螺杆套筒（9）上的螺纹与轴承球支架（7）的梯形槽相配合，螺杆套筒（9）旋转将通过螺纹使得轴承球支架（7）沿竖直方向移动，轴承球（11）位于轴承球支架（7）上与轴承球支架（7）一同沿竖直方向移动，通过这两条驱动路径，使得轴承球（11）在旋转同时沿竖直方向移动，完成螺旋上升或下降的驱动动作，上升与下降取决于驱动电机（1）的转向。

3.根据权利要求1所述的一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其特征在于通过连杆A（13）、连杆B（14）、连杆C（15）与外壳（19）组成平行4连杆机构使得连杆A（13）与连杆C（15）平行，由于光纤传感器（16）平行安装于连杆C（15）上使得光纤传感器轴线与连杆A（13）平行，通过调整垫片（17）的厚度与数量使得光纤传感器（16）所在直线穿过轴承球（11）球心，当轴承球（11）上升或下降时通过定位压头（12）带动连杆A（13）转动，进而带动光纤传感器（16）转动，由于定位压头（12）与轴承球（11）上升距离相等，距连杆A（13）与光纤传感器（16）转动中心的水平距离相等，连杆A（13）与光纤传感器（16）的转角相同，即轴承球（11）球心、定位压头（12）上的销（20）、连杆A（13）左端与外壳（19）固定处和光纤传感器（16）转动中心构成平行四边形，使得光纤传感器（16）所在直线始终穿过轴承球（11）球心，完成自对心动作。

4.根据权利要求1所述的一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其特征还在于所述轴承球（11）尺寸变更时时，可通过调整垫片（17）的厚度与数量使得光纤传感器（16）所在直线穿过轴承球（11）球心。

5.根据权利要求1所述的一种采用光纤传感器的对心轴承球表面缺陷检测装置，其特征还在于所述定位压头（12）上可增加用于辅助定位的辅助压头（21），辅助压头（21）上端与定位压头（12）接触，保证辅助压头（21）处于竖直状态，下端圆锥凹面与轴承球（11）接触，保证辅助压头（21）轴线与传动轴（6）所在轴线共线，防止轴承球（11）掉出。

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