CN102997885A - 大型回转支承间隙检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大型回转支承间隙检测装置，属于工业测量技术领域。该装置包括径向误差检测台、三组对称分布的轴向误差检测台、含螺旋压板夹紧机构检测工作台架、待测回转支承、控制器与显示器；其中轴向间隙检测台由轴向伺服电机、轴向滚动导轨、轴向滚珠丝杠、定心机构、轴向丝杠螺母、轴向伺服电动推杆、轴向工作台板、轴向机座、轴向位移传感器组成；径向间隙检测台由径向伺服电机、锁紧机构、径向滚珠丝杠、径向滚动导轨、径向丝杠螺母、径向工作台板、径向伺服电动推杆、叉头、径向机座及径向位移传感器组成。本发明装置检测精度高，并具有操作方便、检测效率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于工业测量技术领域，具体涉及一种大型回转支承间隙检测装置，用于检测大直径回转支承内外圈安装后的轴向和径向间隙。
背景技术
大型回转支承内外圈间的轴向、径向间隙检测一直是困扰业界的一大难题。目前常采用传统的人工检测方法：对于轴向间隙检测，具体方式是将回转支承放在一个工作平台上，多名检测人员借助撬杠同时撬动回转支承内圈(或外圈)的不同支点，再利用百分表测出回转支承内外圈端面不同位置处的高度差，取其平均值作为其轴向间隙；对于径向间隙的检测，具体方式是将回转支承的内圈(或外圈)固定，检测人员人工推拉回转支承的外圈(或内圈)，然后利用百分表测出其内外圈相应侧面在水平方向上的读数差值，作为其径向间隙。
大型回转支承的直径和重量都比较大，采用上述传统的人工检测方法不仅劳动强度大、效率低，而且由于检测人员利用百分表依靠人工读数方式来记录测量结果，因此存在视觉误差，也增大了偶然误差的可能性，使得检测结果不可靠。
由上述可知，目前还没有一种简便、直接和检测精度高的方法用于大型回转支承内外圈间的轴向和径向间隙的自动检测。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种大型回转支承间隙检测装置，用于自动检测大型回转支承内外圈安装后的轴向和径向间隙，以满足回转支承装配精度要求。该装置采取的技术方案为利用定心机构定位，位移传感器和力传感器反馈，通过PLC控制***组成的控制器和显示器直接显示出检测结果。
本发明所提供的大型回转支承间隙检测装置包括径向间隙检测台、三组对称分布的轴向间隙检测台、待测回转支承外圈11、待测回转支承内圈12、含螺旋压板夹紧机构的检测工作台架13、控制器及显示器；所述径向间隙检测台由径向伺服电机1、锁紧机构2、径向滚珠丝杠3、径向滚动导轨4、径向丝杠螺母5、径向工作台板6、径向伺服电动推杆7、径向机座8、叉头9及径向位移传感器10组成；所述三组对称分布的轴向间隙检测台沿所述检测工作台架13的圆周均布，所述三组对称分布的轴向间隙检测台由基座14、第一轴向机座15a、第二轴向机座15b、第三轴向机座15c、第一伺服电动推杆16a、第二伺服电动推杆16b、第三伺服电动推杆16c、第一轴向位移传感器17a、第二轴向位移传感器17b、第三轴向位移传感器17c、第一轴向工作台板18a、第二轴向工作台板18b、第三轴向工作台板18c、第一轴向丝杠螺母19a、第二轴向丝杠螺母19b、第三轴向丝杠螺母19c、第一定心机构20a、第二定心机构20b、第三定心机构20c、第一轴向滚动导轨21a、第二轴向滚动导轨21b、第三轴向滚动导轨21c、第一轴向滚珠丝杠22a、第二轴向滚珠丝杠22b、第三轴向滚珠丝杠22c、第一轴向伺服电机23a、第二轴向伺服电机23b 及第三轴向伺服电机23c组成；所述径向伺服电机1、第一轴向伺服电机23a、第二轴向伺服电机23b 及第三轴向伺服电机23c的控制线与所述控制器相连，所述径向位移传感器10、第一轴向位移传感器17a、第二轴向位移传感器17b 以及第三轴向位移传感器17c通过数据线与所述显示器相连；所述径向滚珠丝杠3 由轴承座支承在所述径向机座8 上，所述第一轴向滚珠丝杠22a、第二轴向滚珠丝杠22b及第三轴向滚珠丝杠22c分别由轴承座支承在所述第一轴向机座15a、第二轴向机座15b及第三轴向机座15c上；所述径向滚珠丝杠3 的一端通过联轴器与所述径向伺服电机1相连，所述第一轴向滚珠丝杠22a、第二轴向滚珠丝杠22b及第三轴向滚珠丝杠22c的一端分别通过联轴器与所述第一轴向伺服电机23a、第二轴向伺服电机23b 及第三轴向伺服电机23c相连；所述径向工作台板6 通过螺钉与所述径向丝杠螺母5 相连，所述第一轴向工作台板18a、第二轴向工作台板18b及第三轴向工作台板18c分别通过螺钉与所述第一轴向丝杠螺母19a、第二轴向丝杠螺母19b及第三轴向丝杠螺母19c相连；所述径向工作台板6 与所述径向滚动导轨4 上的导轨滑块固连，所述第一轴向工作台板18a、第二轴向工作台板18b及第三轴向工作台板18c分别与所述第一轴向滚动导轨21a、第二轴向滚动导轨21b、第三轴向滚动导轨21c上的导轨滑块固连；所述径向伺服电动推杆7通过侧面法兰与所述径向工作台板6相连，所述径向伺服电动推杆7的前端布置有力传感器，所述力传感器通过螺杆及锁紧螺母与所述叉头9上的U型槽联接；所述叉头9上的销轴与待测回转支承外圈11上的安装孔相连，用于完成回转支承的径向推拉；所述第一伺服电动推杆16a、第二伺服电动推杆16b及第三伺服电动推杆16c通过底部法兰与所述第一轴向工作台板18a、第二轴向工作台板18b及第三轴向工作台板18c相连，所述第一伺服电动推杆16a、第二伺服电动推杆16b及第三伺服电动推杆16c的顶部布置有力传感器；所述径向伺服电动推杆7、第一伺服电动推杆16a、第二伺服电动推杆16b及第三伺服电动推杆16c的控制线与控制器相连；所述第一定心机构20a、第二定心机构20b及第三定心机构20c分别通过螺钉与所述第一轴向工作台板18 a、第二轴向工作台板18 b及第三轴向工作台板18c相连；所述检测工作台架13沿圆周均布6个，用于完成待测回转支承的支撑和夹紧工作；所述径向机座8、第一轴向机座15a、第二轴向机座15b、第三轴向机座15c分别通过螺钉与所述底座14相连。
所述叉头9采用具有U型槽结构的快换挡板，以满足叉头的快速安装和拆卸的要求。
所述径向滚珠丝杠3上设有锁紧机构2，当径向工作台板6移动到预定检测位置时，利用锁紧机构2对径向滚珠丝杠3进行即时锁紧，防止径向工作台板6沿径向移动而影响检测结果。
所述径向位移传感器10用于检测待测回转支承内外圈间的径向间隙；所述第一轴向位移传感器17a、第二轴向位移传感器17b以及第三轴向位移传感器17c用于检测待测回转支承内外圈间的轴向间隙。
该装置采用伺服电机驱动，通过滚珠丝杠副带动工作台板在滚动导轨上移动，以适应不同直径的回转支承的检测需求；利用工作台板上的伺服电动推杆来取代人工撬动和推拉，既减轻了劳动强度，又降低了人为因素对回转支承造成的破坏；采用高精度位移传感器和多点检测方法，避免了人为视觉误差，也降低了偶然误差的可能性，提高了检测精度，检测数据以动态曲线和数字方式实时显示在显示器上，并可存储和打印，整个检测装置操作方便、检测效率高。
附图说明
图1：本发明检测装置结构示意图(主视)；
图2：本发明检测装置结构示意图(俯视)；
图3：回转支承轴向间隙的检测过程示意图；
图4：回转支承径向间隙的检测过程示意图。
图中：1-径向伺服电机、2-锁紧机构、3-径向滚珠丝杠、4-径向滚动导轨、5-径向丝杠螺母、6-径向工作台板、7-径向伺服电动推杆、8-径向机座、9-叉头、10-径向位移传感器、11-待测回转支承外圈、12-待测回转支承内圈、13-检测工作台架、14-基座、15a-第一轴向机座、15b-第二轴向机座、15c-第三轴向机座、16a-第一轴向伺服电动推杆、16b-第二轴向伺服电动推杆、16c-第三轴向伺服电动推杆、17a-第一轴向位移传感器、17b-第二轴向位移传感器、17c-第三轴向位移传感器、18a-第一轴向工作台板、18b-第二轴向工作台板、18c-第三轴向工作台板、19a-第一轴向丝杠螺母、19b-第二轴向丝杠螺母、19c-第三轴向丝杠螺母、20a-第一定心机构、20b-第二定心机构、20c-第三定心机构、21a-第一轴向滚动导轨、21b-第二轴向滚动导轨、21c-第三轴向滚动导轨、22a-第一轴向滚珠丝杠、22b-第二轴向滚珠丝杠、22c-第三轴向滚珠丝杠、23a-第一轴向伺服电机、23b-第二轴向伺服电机、23c-第三轴向伺服电机。
具体实施方式
实施例1：轴向间隙的检测
当被测回转支承为外齿式时，首先将待测回转支承放置于检测工作台架13上，由控制器驱动第一轴向伺服电机23a、第二轴向伺服电机23b、第三轴向伺服电机23c同时旋转，分别带动第一定心机构20a、第二定心机构20b、第三定心机构20c沿径向同时移动以完成待测回转支承内圈12的定心，然后通过螺旋压板夹紧机构将待测回转支承的内圈12固定在检测工作台架13上，此时待测回转支承外圈11在自重作用下自然下垂。将轴向位移传感器17的不动端固定在待测回转支承内圈12的上表面，轴向位移传感器17的测头指向待测回转支承外圈11的上表面，此时将位移传感器读数标定为零(见图3a)。再由控制器驱动第一轴向伺服电动推杆16a、第二轴向伺服电动推杆16b、第三轴向伺服电动推杆16c同时向上顶升待测回转支承外圈11，在一定的顶升压力作用下，待测回转支承的外圈11因轴向间隙而抬高至最大值，此时位移传感器17的读数即为该测点处的轴向间隙值H(见图3b)。通过均布的三个测点的多次检测结果，取其平均值作为待测回转支承内外圈间的轴向间隙检测值，并将检测结果实时输出在显示器上。
当待测回转支承为内齿式时，其轴向间隙的检测原理与外齿式回转支承类似。
实施例2： 径向间隙的检测
当被测回转支承为外齿式时，首先将待测回转支承放置于检测工作台架13上，由控制器驱动第一轴向伺服电机23a、第二轴向伺服电机23b、第三轴向伺服电机23c同时旋转，分别带动第一定心机构20a、第二定心机构20b、第三定心机构20c沿径向同时移动以完成待测回转支承内圈12的定心，然后通过螺旋压板夹紧机构将待测回转支承内圈12固定在检测工作台架13上。由控制器驱动径向伺服电机1，通过径向滚珠丝杠3和径向丝杠螺母5带动径向工作台板6在径向滚动导轨4上移动至检测位置时，利用锁紧机构2将径向工作台板6锁紧。将径向位移传感器10的不动端固定在待测回转支承内圈12的上表面，轴向位移传感器10的测头指向待测回转支承外圈11的侧面(见图4)。叉头9在径向伺服电动推杆7的作用下水平向内推紧待测回转支承外圈11，此时标定径向位移传感器10的读数为零，然后叉头9在径向伺服电动推杆7的作用下水平向外拉紧待测回转支承外圈11，此时径向位移传感器10的读数即为该测点处的待测回转支承内外圈间的径向间隙值L(见图4)。选取多个测点进行重复测量，取其平均值作为待测回转支承内外圈间的径向间隙检测值，并将检测结果实时输出在显示器上。
当被测回转支承为内齿式时，其径向间隙的检测原理与外齿式回转支承类似。
Claims (3)
1.大型回转支承间隙检测装置，其特征在于该装置包括径向间隙检测台、三组对称分布的轴向间隙检测台、待测回转支承外圈(11)、待测回转支承内圈(12)、含螺旋压板夹紧机构的检测工作台架(13)、控制器以及显示器；所述径向间隙检测台由径向伺服电机(1)、锁紧机构(2)、径向滚珠丝杠(3)、径向滚动导轨(4)、径向丝杠螺母(5)、径向工作台板(6)、径向伺服电动推杆(7)、径向机座(8)、叉头(9)及径向位移传感器(10)组成；所述三组对称分布的轴向间隙检测台沿所述检测工作台架（13）的圆周均布，所述三组对称分布的轴向间隙检测台由基座(14)、第一轴向机座（15a）、第二轴向机座（15b）、第三轴向机座（15c）、第一伺服电动推杆（16a）、第二伺服电动推杆（16b）、第三伺服电动推杆（16c）、第一轴向位移传感器（17a）、第二轴向位移传感器（17b）、第三轴向位移传感器（17c）、第一轴向工作台板（18a）、第二轴向工作台板（18b）、第三轴向工作台板（18c）、第一轴向丝杠螺母（19a）、第二轴向丝杠螺母（19b）、第三轴向丝杠螺母（19c）、第一定心机构（20a）、第二定心机构（20b）、第三定心机构（20c）、第一轴向滚动导轨（21a）、第二轴向滚动导轨（21b）、第三轴向滚动导轨（21c）、第一轴向滚珠丝杠（22a）、第二轴向滚珠丝杠（22b）、第三轴向滚珠丝杠（22c）、第一轴向伺服电机（23a）、第二轴向伺服电机（23b） 及第三轴向伺服电机（23c）组成；所述径向伺服电机(1)、第一轴向伺服电机（23a）、第二轴向伺服电机（23b）及第三轴向伺服电机（23c）的控制线与所述控制器相连，所述径向位移传感器(10)、第一轴向位移传感器(17a)、第二轴向位移传感器(17b) 以及第三轴向位移传感器(17c)通过数据线与所述显示器相连；所述径向滚珠丝杠(3) 由轴承座支承在所述径向机座(8) 上，所述第一轴向滚珠丝杠(22a)、第二轴向滚珠丝杠(22b)及第三轴向滚珠丝杠(22c)分别由轴承座支承在所述第一轴向机座(15a)、第二轴向机座(15b)及第三轴向机座(15c)上；所述径向滚珠丝杠(3) 的一端通过联轴器与所述径向伺服电机(1)相连，所述第一轴向滚珠丝杠(22a)、第二轴向滚珠丝杠(22b)及第三轴向滚珠丝杠(22c)的一端分别通过联轴器与所述第一轴向伺服电机(23a)、第二轴向伺服电机(23b)及第三轴向伺服电机(23c)相连；所述径向工作台板(6) 通过螺钉与所述径向丝杠螺母(5) 相连，所述第一轴向工作台板(18a)、第二轴向工作台板(18b)及第三轴向工作台板(18c)分别通过螺钉与所述第一轴向丝杠螺母(19a)、第二轴向丝杠螺母(19b)及第三轴向丝杠螺母(19c)相连；所述径向工作台板(6) 与所述径向滚动导轨(4) 上的导轨滑块固连，所述第一轴向工作台板(18a)、第二轴向工作台板(18b)及第三轴向工作台板(18c)分别与所述第一轴向滚动导轨(21a)、第二轴向滚动导轨(21b)、第三轴向滚动导轨(21c)上的导轨滑块固连；所述径向伺服电动推杆(7)通过侧面法兰与所述径向工作台板(6)相连，所述径向伺服电动推杆(7)的前端布置有力传感器，所述力传感器通过螺杆及锁紧螺母与所述叉头(9)上的U型槽联接；所述叉头(9)上的销轴与待测回转支承外圈(11)上的安装孔相连，用于完成回转支承的径向推拉；所述第一伺服电动推杆(16a)、第二伺服电动推杆(16b)及第三伺服电动推杆(16c)通过底部法兰与所述第一轴向工作台板(18a)、第二轴向工作台板(18b)及第三轴向工作台板(18c)相连;所述第一伺服电动推杆(16a)、第二伺服电动推杆(16b)及第三伺服电动推杆(16c)的顶部布置有力传感器；所述径向伺服电动推杆（7）、第一伺服电动推杆(16a)、第二伺服电动推杆(16b)及第三伺服电动推杆(16c)的控制线与控制器相连；所述第一定心机构(20a)、第二定心机构(20b)及第三定心机构(20c)分别通过螺钉与所述第一轴向工作台板(18a)、第二轴向工作台板(18b)及第三轴向工作台板(18c)相连；所述检测工作台架(13)沿圆周均布6个，用于完成待测回转支承的支撑和夹紧工作；所述径向机座(8)、第一轴向机座(15a)、第二轴向机座(15b)、第三轴向机座(15c)分别通过螺钉与所述底座(14)相连。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述叉头(9)采用具有U型槽结构的快换挡板。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述径向滚珠丝杠(3)上设有锁紧机构(2)。
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