CN110906838B - 一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪 - Google Patents

一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪 Download PDF

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Abstract

一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，属于三瓣波轴承滚道轮廓测量领域。解决了现有三瓣波轴承滚道轮廓测量仪存在测量精度低和测量效率差的问题。本发明测量仪进行测量时，通过标准件调整外支撑件、辅助支撑件及外径比较仪的位置，进行轴承外径的测量；通过调整微调旋钮，确定内支撑件的初始位置；调整辅助支撑将被测轴承套圈进行定位安装；旋转套圈，两比较仪的读数之差即为最终三瓣波滚道波形轮廓值。本发明适用于对三瓣波轴承滚道轮廓进行测量。

Description

一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪
技术领域
本发明属于三瓣波轴承滚道轮廓测量领域。
背景技术
目前三瓣波滚道套圈波形轮廓的检测使用的是通用设备三坐标测量仪，三坐标测量仪的检测精度高，其测量精度可达E＝(1.0+L/350)μm，扩展不确定度达2μm，但由于设备的通用性，在首件检测前，需进行装夹、定位、软件参数校准等操作，检测效率低，不适合轴承批量检测的要求，且现有的三瓣轴承滚道轮廓测量仪受测量环境温度、湿度等因素的影响较大，存在测量精度低的问题。
发明内容
针对现有三瓣波轴承滚道轮廓测量仪存在测量精度低和测量效率差的问题，提出了一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪。
本发明所述的三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，包括底座1、工作台2、外径比较仪安装支架3、内滚道比较仪安装孔4、上位机5和集线器6；
内滚道比较仪安装孔4横向贯穿底座1本体，且临近底座1的顶端设置；用于设置内滚道比较仪，所述内滚道比较仪用于采集三瓣波滚道套圈内滚道的内径；
所述工作台2固定在底座1上，且位于内滚道比较仪安装孔4的前侧；所述工作台2的表面呈斜坡状；
外径比较仪安装支架3的底端固定在底座1上，且位于内滚道比较仪安装孔4的后侧；外径比较仪安装支架3的上端用于夹设外径比较仪；所述外径比较仪用于采集三瓣波滚道套圈的外径；
工作台2包括圆形台面201，所述圆形台面201上开有四个滑道202，所述四个滑道202中有两个用于放置外支撑件203，一个用于放置内支撑件204，另一个用于放置辅助支撑件205；
外支撑件203和辅助支撑件205均设置在三瓣波滚道套圈的外侧，均用于支撑三瓣波滚道套圈的外径；
内支撑件204用于设置在三瓣波滚道套圈的内侧，用于支撑三瓣波滚道套圈的内滚道；
所述外径比较仪和内滚道比较仪的测量信号输出端均通过集线器6连接上位机5；
上位机5用于利用外比较仪采集的数据和内滚道比较仪采集的数据绘制三瓣波滚道套圈的轮廓图形。
进一步地，内滚道比较仪和外径比较仪均采用数显千分表。
进一步地，圆形台面201上设置有刻度线，所述刻度线沿圆形台面201的周向设置。
进一步地，四个滑道均为由圆心沿半径方向向外延伸，两个外支撑件203的滑道和内支撑件204的滑道等间隔设置，夹角均为120度，辅助支撑件205滑道与内支撑件204的滑道之间的夹角为30度。
进一步地，工作台2还包括微调旋钮206、调整滑块207、连接块208和45度楔形滑块209；
微调旋钮设置在工作台2的侧面，所述调整滑块207、连接块208和45度楔形滑块209均位于工作台2的圆形台面201的下侧，设置在底座1内；
内支撑件204固定在连接块208上；
调整滑块207的前端呈45度斜坡，连接块208的两端均呈45度斜坡；
所述调整滑块207的前端与连接块208一端滑动连接，连接块208的另一端与45度楔形滑块209的斜面滑动连接；
45度楔形滑块209的斜面与内滚道比较仪安装孔对应；
微调旋钮用于调整调整滑块207横向前进或后退，带动连接块208纵向运动，所述连接块208纵向运动带动45度楔形滑块209在内滚道比较仪安装孔4内轴向运动；内滚道比较仪的检测头与45度楔形滑块的斜面对应。
进一步地，外径比较仪和内滚道比较仪的测量精度均为0.001mm。
进一步地，上位机5包括数据录入模块501、轮廓曲线拟合模块502、数据导入导出模块503和显示模块504；
数据录入模块501用于提供三瓣波轴承在工作台2上的单次转动角度的设置端口，并将三瓣波轴承单次转动角度数据发送至轮廓曲线拟合模块502；
轮廓曲线拟合模块502用于利用外径比较仪采集的数据、内滚道比较仪采集的数据和三瓣波轴承单次转动角度数据进行三瓣波轴承轮廓曲线拟合，并将拟合获得三瓣波轴承轮廓曲线同时发送至数据导入导出模块503和显示模块504；
显示模块504用于对拟合的三瓣波轴承轮廓曲线进行显示；
数据导入导出模块503用于将三瓣波轴承轮廓曲线转换为文档形式后导出，或者对文档形式的曲线图进行导入，并读取所述文档形式的曲线图，将读取的曲线图发送至轮廓曲线拟合模块502。
采用本发明所述的测量仪进行测量时，通过标准件调整外支撑件、辅助支撑件及外径比较仪的位置，进行轴承外径的测量；通过调整微调旋钮，确定内支撑件的初始位置；调整辅助支撑将被测轴承套圈进行定位安装；旋转套圈，两比较仪的读数之差即为最终三瓣波滚道波形轮廓值；由于内径比较仪和外径比较仪均采用数字比较仪实现，实现检测数据的实时记录功能；同时采用集线器进行数据传输，可实现上位机自动采集数据，便于数据分析比对；有效的提高了测量精度，同时能够快速获得三瓣波外圈滚道波形轮廓；提高了测量效率。
附图说明
图1是本发明所述三瓣波轴承滚道轮廓测量仪的结构示意图；
图2是本发明所述三瓣波轴承滚道轮廓测量仪的侧面结构示意图；
图3是上位机5和集线器6与数显比较仪连接关系示意图；
图4是工作台2内部结构示意图；
图5是上位机的远离框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，包括底座1、工作台2、外径比较仪安装支架3、内滚道比较仪安装孔4、上位机5和集线器6；
内滚道比较仪安装孔4横向贯穿底座1本体，且临近底座1的顶端设置；用于设置内滚道比较仪，所述内滚道比较仪用于采集三瓣波滚道套圈内滚道的内径；
所述工作台2固定在底座1上，且位于内滚道比较仪安装孔4的前侧；所述工作台2的表面呈斜坡状；
外径比较仪安装支架3的底端固定在底座1上，且位于内滚道比较仪安装孔4的后侧；外径比较仪安装支架3的上端用于夹设外径比较仪；所述外径比较仪用于采集三瓣波滚道套圈的外径；
工作台2包括圆形台面201，所述圆形台面201上开有四个滑道202，所述四个滑道202中有两个用于放置外支撑件203，一个用于放置内支撑件204，另一个用于放置辅助支撑件205；
外支撑件203和辅助支撑件205均设置在三瓣波滚道套圈的外侧，均用于支撑三瓣波滚道套圈的外径；
内支撑件204用于设置在三瓣波滚道套圈的内侧，用于支撑三瓣波滚道套圈的内滚道；
所述外径比较仪和内滚道比较仪的测量信号输出端均通过集线器6连接上位机5；
上位机5用于利用外比较仪采集的数据和内滚道比较仪采集的数据绘制三瓣波滚道套圈的轮廓图形。
由于轴承外圈在加工和使用时，通常以外径为加工及定位基准，为减小误差、避免对套圈工作表面造成损伤，本测量仪器同样采用外圈外径进行定位；仪器工作盘面设计成圆形，盘面带有转角刻度，便于对套圈圆周方向各角位置处的波形值进行测量；
工作台圆形台面上布置固定外支撑件(2处)和辅助支撑件(1处)装置，两固定支撑件滑动方向之间夹角120°，辅助支撑件为弹性支撑，与内支撑件滑动方向夹角为30°，内支撑件的滑动方向与两个外支撑件的滑动方向夹角均为120，弹性支撑力需大于测量支点力，使轴承套圈始终处于压紧状态，以减小圆心位移带来的误差，保证套圈定位准确，如图1和图2所示。
轴承外径与滚道处分别安装比较仪(千分表)，外径测量点位置与两外支撑件之间成120°角，目的是尽可能减小外径偏差对测量结果的影响；滚道处采用楔形滑块(楔形角α＝45°)对表针读数进行转换，测量支点与滑块相连；
进一步地，内滚道比较仪和外径比较仪均采用数显千分表。
进一步地，四个滑道均为由圆心沿半径方向向外延伸，两个外支撑件203的滑道和内支撑件204的滑道等间隔设置，夹角均为120度，辅助支撑件205滑道与内支撑件204的滑道之间的夹角为30度。
进一步地，圆形台面201上设置有刻度线，所述刻度线沿圆形台面201的周向设置。
进一步地，结合图4说明本实施方式，本实施方式中，工作台2还包括微调旋钮206、调整滑块207、连接块208和45度楔形滑块209；
微调旋钮206设置在工作台2的侧面，所述调整滑块207、连接块208和45度楔形滑块209均位于工作台2的圆形台面201的下侧，设置在底座1内；
内支撑件204固定在连接块208上；
调整滑块207的前端呈45度斜坡，连接块208的两端均呈45度斜坡；
所述调整滑块207的前端与连接块208一端滑动连接，连接块208的另一端与45度楔形滑块209的斜面滑动连接；
45度楔形滑块209的斜面与内滚道比较仪安装孔对应；
微调旋钮206与调整滑块207的后端连接，用于调整调整滑块207横向前进或后退，带动连接块208纵向运动，所述连接块208纵向运动带动45度楔形滑块209在内滚道比较仪安装孔4内轴向运动；内滚道比较仪的检测头与45度楔形滑块的斜面对应。
本实施方式中，内滚道比较仪安装孔的长度方向(即轴向)与调整滑块207的长度方向平行。
进一步地，外径比较仪和内滚道比较仪的测量精度均为0.001mm。
进一步地，上位机5包括数据录入模块501、轮廓曲线拟合模块502、数据导入导出模块503和显示模块504；
数据录入模块501用于提供三瓣波轴承在工作台2上的单次转动角度的设置端口，并将三瓣波轴承单次转动角度数据发送至轮廓曲线拟合模块502；
轮廓曲线拟合模块502用于利用外径比较仪采集的数据、内滚道比较仪采集的数据和三瓣波轴承单次转动角度数据进行三瓣波轴承轮廓曲线拟合，并将拟合获得三瓣波轴承轮廓曲线同时发送至数据导入导出模块503和显示模块504；
显示模块504用于对拟合的三瓣波轴承轮廓曲线进行显示；
数据导入导出模块503用于将三瓣波轴承轮廓曲线转换为文档形式后导出，或者对文档形式的曲线图进行导入，并读取所述文档形式的曲线图，将读取的曲线图发送至轮廓曲线拟合模块502。
本实施方式所述的数据导入导出模块503用于将三瓣波轴承轮廓曲线转换为文档形式后导出，保存测量数据；或者通过数据导入导出模块503直接导入并读取文档中的曲线，便于后续新增测量数据。
本发明是在兼顾检测精度和测量效率的情况下，设计一种针对三瓣波滚道套圈波形轮廓测量的专用仪器，仪器通过三点定位弹性支撑轴承外圈外径，来消除内径支撑的误差影响，进而获得三瓣波滚道波形的轮廓数据。
本发明采用配备数据采集功能的数显千分表，测量精度为0.001mm，进行数据的自动采集，节约人力成本且减少由于人工录入所导致的错误，提高生产过程中的工作效率，线路接线如图3所示；
上位机内嵌入波形轮廓生成软件，可以直观的将实测波形与标准波形进行对比，得到零件波形轮廓的各项尺寸误差，使用后检测效率从原来的30分钟提高到3分钟；
且本发明所述的测量仪结构简单，测量方便，仪器维护成本低，对操作者的要求低；
圆形台面沿圆周方向带有刻度，可以获取不同角度位置的波形值，最终生成波形轮廓曲线，如图4所示。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (4)

1.一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，其特征在于，包括底座（1）、工作台（2）、外径比较仪安装支架（3）、内滚道比较仪安装孔（4）、上位机（5）和集线器（6）；
内滚道比较仪安装孔（4）横向贯穿底座（1）本体，且临近底座（1）的顶端设置；用于设置内滚道比较仪，所述内滚道比较仪用于采集三瓣波滚道套圈内滚道的内径；
所述工作台（2）固定在底座（1）上，且位于内滚道比较仪安装孔（4）的前侧；所述工作台（2）的表面呈斜坡状；
外径比较仪安装支架（3）的底端固定在底座（1）上，且位于内滚道比较仪安装孔（4）的后侧；外径比较仪安装支架（3）的上端用于夹设外径比较仪；所述外径比较仪用于采集三瓣波轴承滚道套圈的外径；
工作台（2）包括圆形台面（201），圆形台面（201）上设置有刻度线，所述刻度线沿圆形台面（201）的周向设置；
所述圆形台面（201）上开有四个滑道（202），所述四个滑道（202）中有两个用于放置外支撑件（203），一个用于放置内支撑件（204），另一个用于放置辅助支撑件（205）；
四个滑道（202）均为由圆心沿半径方向向外延伸，两个外支撑件（203）的滑道（202）和内支撑件（204）的滑道（202）等间隔设置，夹角均为120度，辅助支撑件（205）的滑道（202）与内支撑件（204）的滑道（202）之间的夹角为30度；
外支撑件（203）和辅助支撑件（205）均设置在三瓣波轴承滚道套圈的外侧，均用于支撑三瓣波轴承滚道套圈的外径；
内支撑件（204）设置在三瓣波轴承滚道套圈的内侧，用于支撑三瓣波轴承滚道套圈的内滚道；
工作台（2）还包括微调旋钮（206）、调整滑块（207）、连接块（208）和45度楔形滑块（209）；
微调旋钮（206）设置在工作台（2）的侧面，所述调整滑块（207）、连接块（208）和45度楔形滑块（209）均位于工作台（2）的圆形台面（201）的下侧，设置在底座（1）内；
内支撑件（204）固定在连接块（208）上；
调整滑块（207）的前端呈45度斜坡，连接块（208）的两端均呈45度斜坡；
所述调整滑块（207）的前端与连接块（208）的一端滑动连接，连接块（208）的另一端与45度楔形滑块（209）的斜面滑动连接；
45度楔形滑块（209）的斜面与内滚道比较仪安装孔对应；
微调旋钮（206）用于调整调整滑块（207）横向前进或后退，带动连接块（208）纵向运动，所述连接块（208）纵向运动带动45度楔形滑块（209）在内滚道比较仪安装孔（4）内轴向运动；内滚道比较仪的检测头与45度楔形滑块的斜面对应；
所述外径比较仪和内滚道比较仪的测量信号输出端均通过集线器（6）连接上位机（5）；
上位机（5）用于利用外径比较仪采集的数据和内滚道比较仪采集的数据绘制三瓣波轴承滚道套圈的轮廓图形。
2.根据权利要求1所述一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，其特征在于，内滚道比较仪和外径比较仪均采用数显千分表。
3.根据权利要求1所述一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，其特征在于，外径比较仪和内滚道比较仪的测量精度均为0.001mm。
4.根据权利要求1或2所述一种三瓣波轴承滚道轮廓测量仪，其特征在于，上位机（5）包括数据录入模块（501）、轮廓曲线拟合模块（502）、数据导入导出模块（503）和显示模块（504）；
数据录入模块（501）用于提供三瓣波轴承在工作台（2）上的单次转动角度的设置端口，并将三瓣波轴承单次转动角度数据发送至轮廓曲线拟合模块（502）；
轮廓曲线拟合模块（502）用于利用外径比较仪采集的数据、内滚道比较仪采集的数据和三瓣波轴承单次转动角度数据进行三瓣波轴承轮廓曲线拟合，并将拟合获得三瓣波轴承轮廓曲线同时发送至数据导入导出模块（503）和显示模块（504）；
显示模块（504）用于对拟合的三瓣波轴承轮廓曲线进行显示；
数据导入导出模块（503）用于将三瓣波轴承轮廓曲线转换为文档形式后导出，或者对文档形式的曲线图进行导入，并读取所述文档形式的曲线图，将读取的曲线图发送至轮廓曲线拟合模块（502）。
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