CN117191393A - 一种轴承旋转中心位置变动量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴承旋转中心位置变动量检测方法，属于轴承检测技术领域。本发明利用测量坐标机对动圈不同角度位置的旋转中心进行测量，并分别与初始旋转中心位置进行比较，进而得出动圈旋转中心位置变动量。该方法为直接测量方法，可对特大型轴承旋转中心位置变动量进行直接检测，解决了现有大型轴承旋转中心位置变动量的检测局限性，为特大型轴承成品旋转中心位置变动量检测提供了可靠有效地检测保证，为生产制造单位产品精度提供有力的技术支持，对主机用户安装使用提供可靠有效的保障。并且该方法具有通用性，适用于特大型轴承的批量加工过程，有益于提高特大型轴承旋转中心位置变动量的检验效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承旋转中心位置变动量检测方法，属于轴承检测技术领域。
背景技术
特大型轴承能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合载荷，是一种集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身的大型轴承可以满足各种不同工况条件下工作的各类主机的不同需求，被广泛用于起重运输机械、采掘机、建筑工程机械、港口机械、风力发电、医疗设备、雷达和导弹发射架等大型回转装置上。在实际应用过程中，轴承自身的旋转精度对于主机的使用具有非常重要的作用，特别是一些需要精确定位的如医用CT机、雷达等应用场合，滚动轴承旋转中心的位置变动量显得尤其重要，是主机厂及轴承制造单位重点关注的质量特性及检测项点。
对于滚动轴承旋转中心位置变动量的检测，中小型轴承通常采用轴承专用仪器进行检测，但是对于特大型轴承，由于其尺寸限制，现有轴承专用仪器无法进行检测，通常采用简易测量，即固定外圈(内圈)，旋转内圈(外圈)，测量表置于内圈内径(外圈外径)，进行检测，但是这种检测方法得出的结果是内圈(外圈)相对于外圈(内圈)径向方向的位置变动量，只是轴承旋转中心位置变动量的一种变相检测，不能直接真实的反映轴承旋转中心位置变动量的准确值。
因此，目前针对大型轴承的检测方法只适用于精度要求不高的应用场合，对于一些精度要求较高的应用场合，该方法测得的变动量因为不是真实的轴承旋转中心位置变动量，不能准确反映轴承旋转中心位置变动情况，进而影响轴承的工作状态。例如，如CT机、雷达等安装使用该轴承后就无法保证其工作状态，进而影响主机的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴承旋转中心位置变动量检测方法，以解决目前大型轴承旋转中心位置变动量检测不准确而导致轴承所在设备的正常工作的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种轴承旋转中心位置变动量检测方法，该检测方法包括以下步骤：
1)固定轴承的静圈，使轴承的动圈处于自由状态；
2)在轴承的静圈的端面上设置多个角度标记位置，根据静圈端面元素和直径元素建立工件坐标系；
3)在工件坐标系下，在动圈初始位置采集轴承动圈至少三层圆，生成初始圆柱，并在初始位置采集动圈端面圆周方向多个点元素，生成初始平面，根据圆柱的回转中心线与初始平面确定动圈初始旋转中心点；
4)旋转动圈至静圈端面上的第一个角度标记位置，采集此位置处轴承动圈内径至少三层圆，生成第一角度位置圆柱，并在第一个角度标记位置采集内圈端面圆周方向多个点元素，生成第一角度位置平面，根据第一角度位置圆柱的回转中心线与第一角度位置平面确定动圈第一角度位置旋转中心点；
5)重复步骤4)得到各角度标记位置对应的旋转中心点，将得到的各角度标记位置对应的旋转中心点分别与步骤3)确定的初始旋转中心点进行比较，以此确定轴承旋转中心位置变动量。
本发明通过对动圈不同角度位置的旋转中心进行测量，并分别与初始旋转中心位置进行比较，进而得出动圈旋转中心位置变动量。该方法为直接测量方法，可对特大型轴承旋转中心位置变动量进行直接检测，解决了现有大型轴承旋转中心位置变动量的检测局限性，为特大型轴承成品旋转中心位置变动量检测提供了可靠有效地检测保证，为生产制造单位产品精度提供有力的技术支持，对主机用户安装使用提供可靠有效的保障。并且该方法具有通用性，适用于特大型轴承的批量加工过程，有益于提高特大型轴承旋转中心位置变动量的检验效率。
进一步地，所述的静圈为轴承的外圈，动圈为轴承的内圈。
进一步地，所述步骤2)中的工件坐标系建立过程包括粗建过程和精建过程。
本发明通过粗建和精建两个过程来建立工件坐标系，使得建立的工件坐标系更加准确，为后续的旋转中心测量提供了可靠的支撑。
进一步地，所述粗建过程是将坐标测量机置于手动模式，测量过程为：在外圈端面采集第一设定个数的点元素，利用采集到的点元素生成一个平面，作为第一平面；在外圈外径面同一个轴向位置采集第一设定个数的点元素，生成一个圆，作为第一圆；在外圈端面机器坐标轴Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立第一直角坐标系，该直角坐标系设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上；第一设定个数大于等于3。
本发明通过手动模式控制坐标测量机来粗略建立工件坐标系。
所述精建过程是将坐标测量机置于自动模式，在外圈端面采集第二设定个数的点元素，利用采集到的点元素生成一个平面，作为第二平面；在外圈外径面同一个轴向位置采集第二设定个数的点元素，生成一个圆，作为第二圆；在外圈端面机器坐标轴Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立第二直角坐标系，该直角坐标系设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上；第二设定个数大于等于8。
本发明在粗略坐标的基础上通过自动模式控制坐标测量机来建立精确工件坐标系。
进一步地，所述步骤5)中轴承旋转中心位置变动量指的是各角度标记位置对应的旋转中心点与初始旋转中心点的距离。
进一步地，该方法还包括将确定的轴承旋转中心位置变动量与轴承设计要求的中心位置变动量进行比较，若在设计要求范围，则说明该轴承旋转中心位置变动量满足设计要求。
附图说明
图1是本发明实施例中轴承旋转中心位置变动量检测方法的流程图；
图2是本发明实施例中角度位置标记示意图；
图3是本发明实施例中粗建工件坐标系示意图；
图4是本发明实施例中精建工件坐标系示意图；
图5是本发明实施例中内圈旋转中心初始中心点检测示意图；
图6是本发明实施例中内圈旋转至第一角度位置时的旋转中心点检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明基于坐标测量的原理，根据待测产品尺寸及精度需求，选用合适的坐标测量机，固定待测轴承的静圈，使动圈处于自由状态，利用静圈构建工件(待测轴承)坐标系，标记动圈初始位置，对动圈旋转中心进行检测，得到一个基准中心；旋转动圈至第一个角度位置，再次对动圈旋转中心进行检测，得到第一个旋转中心位置；以此将动圈旋转至第二个、第三个直至最后一个角度位置，分别对动圈旋转中心进行检测，得出第二个、第三个直至最后一个旋转中心位置；最后将各个角度位置的动圈旋转中心位置与基准旋转中心位置进行位置评价，则可得该轴承成品旋转中心位置变动量。本发明通过对动圈不同角度位置的旋转中心进行测量，并分别与初始旋转中心位置进行比较，进而得出动圈旋转中心位置变动量。该方法为直接测量方法，可对特大型轴承旋转中心位置变动量进行直接检测，解决了现有大型轴承旋转中心位置变动量的检测局限性，为特大型轴承成品旋转中心位置变动量检测提供了可靠有效地检测保证，为生产制造单位产品精度提供有力的技术支持，对主机用户安装使用提供可靠有效的保障。
下面以某型号医疗CT机用轴承为例对本发明的具体实现过程进行详细说明。该CT机用轴承的外圈为静圈，安装在CT机的机架上，内圈为动圈，CT机工作发射器安装于内圈端面，CT机工作时在主机的控制下内圈旋转，安装于其上的发射器发射信号，所发射的信号通过旋转中心。根据安装使用要求，CT机内圈旋转中心位置变动量为0.03mm，为了判断CT机的安装是否满足上述要求，就需要对该CT机用轴承旋转中心位置变动量进行准确检测，其检测流程如图1所示，下面进行详细说明。
根据待检测产品尺寸(外径1120mm)以及检测精度要求((t0≤0.03mm)，本实施例选用高精度坐标测量机，CT机用轴承置于测量机工作台面，支撑外圈，使内圈能够自由旋转，在轴承内圈、外圈端面标记初始位置，并在外圈端面间隔45度沿圆周方向做八等分标记，如图2所示，运行坐标测量机测量软件。
1.建立工件坐标系。
本发明通过粗建和精建两个过程来建立工件坐标系，使得建立的工件坐标系更加准确，其中粗建过程是将坐标测量机置于手动模式，通过测量少数点来粗略建立工件坐标系，目的是确定工件在坐标测量机上的位置，以利于后续测量工作；精建过程是将坐标测量机置于自动模式，通过测量多个点来精确建立工件坐标系，目的是在粗建坐标系的基础上更加精确地确定工件的位置，以保证后续检测结果准确性。下面对这两个过程分别进行说明。
粗建过程：采用手动模式，在外圈端面上设置4个点元素，利用坐标测量机测量这4个点元素的坐标，并基于这4个点元素坐标生成一个平面，简称第一平面；在外圈外面面同一个轴向位置也采集4个点元素，生成一个圆，简称第一圆，并在外圈端面机器坐标轴的Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立直角坐标系A1，该直角坐标系A1设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上，如图3所示。
精建过程：采用坐标测量机自动模式，在外圈端面上设置16个点元素，利用坐标测量机测量这16个点元素的坐标，并基于这16个点元素坐标生成一个平面，简称第二平面；在外圈外面面同一个轴向位置也采集16个点元素，生成一个圆，简称第二圆，并在外圈端面机器坐标轴的Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立直角坐标系A2，该直角坐标系A2设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上，如图4所示。
2.确定内圈初始旋转中心点。
首先在内圈初始位置，利用坐标测量机的自动编程功能，设置初始位置内圈内径面测量程序，在工件坐标系内，至少采集内径三层圆，每层圆采集16个点元素，运行程序完成测量，生成初始圆柱φ，本实施例中采集内径三层圆；然后利用坐标测量机自动编程功能，设置初始位置内圈圈端面测量程序，采集内圈端面圆周方向16个点元素，运行程序完成测量，生成初始平面P；利用测量软件构造直线功能，构造圆柱φ回转中心线L；利用测量软件构造点功能，将回转中心线L与初始平面P构造成内圈初始旋转中心点D，如图5所示。
3.确定不同旋转角度下的内圈旋转中心点。
旋转内圈至外圈第一个角度标记位置，如图3所示，利用坐标测量机自动编程功能，设置内圈第一个角度位置内径面测量程序，采集内径三层圆，每个圆采集16个点元素，运行程序完成测量，生成内圈第一个角度位置圆柱φ1；利用坐标测量机自动编程功能，设置内圈第一个角度位置端面测量程序，采集内圈端面圆周方向16个点元素，运行程序完成测量，生成内圈第一个角度位置平面P1；利用测量软件构造直线功能，构造圆柱φ1回转中心线L1；利用测量软件构造点功能，将回转中心线L1与第一个角度位置平面P1构造内圈第一个角度位置旋转中心点D1，如图6所示。
按以上测量步骤旋转内圈至外圈其余角度标记位置，分别完成内圈其余角度位置旋转中心点的测量，生成其余角度位置旋转中心点D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8。
4.将得到的不同旋转角度下的内圈旋转中心点与初始旋转中心点进行比较，以实现对轴承旋转中心位置变动量的检测。
将本发明得到的各旋转角度位置下旋转中心点D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8分别与初始旋转中心点D进行比较，得到得到的内圈不同角位置旋转中心的位置变动量t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8，这里的变动量就是各旋转角度位置下旋转中心点与初始旋转中心点之间的距离，即t1就是D1与D之间的距离，结果如表1所示。
表1
角位置变动量均要在设计要求内才算合格，本实施例得到的内圈不同角位置旋转中心的位置变动量t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8都在设计图纸要求的轴承旋转中心位置变动量t0以内，说明本实施例中的CT机用轴承的动圈旋转中心位置变动量满足安装使用要求。
本发明采用的是直接测量方法可对特大型轴承旋转中心位置变动量进行直接检测，有效解决了现有特大型轴承旋转中心变动量检测的难题，为生产制造单位产品精度提供有力的技术支持，对主机用户安装使用提供可靠有效的保障。并且方法具有通用性，适用于特大型轴承的批量加工过程，有益于提高特大型轴承旋转中心位置变动量的检验效率。
Claims (7)
1.一种轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：
1)固定轴承的静圈，使轴承的动圈处于自由状态；
2)在轴承的静圈的端面上设置多个角度标记位置，根据静圈端面元素和直径元素建立工件坐标系；
3)在工件坐标系下，在动圈初始位置采集轴承动圈至少三层圆，生成初始圆柱，并在初始位置采集动圈端面圆周方向多个点元素，生成初始平面，根据圆柱的回转中心线与初始平面确定动圈初始旋转中心点；
4)旋转动圈至静圈端面上的第一个角度标记位置，采集此位置处轴承动圈内径至少三层圆，生成第一角度位置圆柱，并在第一个角度标记位置采集内圈端面圆周方向多个点元素，生成第一角度位置平面，根据第一角度位置圆柱的回转中心线与第一角度位置平面确定动圈第一角度位置旋转中心点；
5)重复步骤4)得到各角度标记位置对应的旋转中心点，将得到的各角度标记位置对应的旋转中心点分别与步骤3)确定的初始旋转中心点进行比较，以此确定轴承旋转中心位置变动量。
2.根据权利要求1所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，所述的静圈为轴承的外圈，动圈为轴承的内圈。
3.根据权利要求2所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，所述步骤2)中的工件坐标系建立过程包括粗建过程和精建过程。
4.根据权利要求3所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，所述粗建过程是将坐标测量机置于手动模式，测量过程为：在外圈端面采集第一设定个数的点元素，利用采集到的点元素生成一个平面，作为第一平面；在外圈外径面同一个轴向位置采集第一设定个数的点元素，生成一个圆，作为第一圆；在外圈端面机器坐标轴Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立第一直角坐标系，该直角坐标系设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上；第一设定个数大于等于3。
5.根据权利要求3所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，所述精建过程是将坐标测量机置于自动模式，在外圈端面采集第二设定个数的点元素，利用采集到的点元素生成一个平面，作为第二平面；在外圈外径面同一个轴向位置采集第二设定个数的点元素，生成一个圆，作为第二圆；在外圈端面机器坐标轴Y轴方向采集一个点元素；采用面-圆-点的方式，建立第二直角坐标系，该直角坐标系设置在外圈端面上，X轴、Y轴和Z轴的原点位于第一圆在第一平面上的投影圆的圆心上；第二设定个数大于等于8。
6.根据权利要求1所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，所述步骤5)中轴承旋转中心位置变动量指的是各角度标记位置对应的旋转中心点与初始旋转中心点的距离。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的轴承旋转中心位置变动量检测方法，其特征在于，该方法还包括将确定的轴承旋转中心位置变动量与轴承设计要求的中心位置变动量进行比较，若在设计要求范围，则说明该轴承旋转中心位置变动量满足设计要求。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 471039 No. 96, Jianxi, Luoyang District, Henan, Jianshe Road Applicant after: Luoyang Bearing Group Co.,Ltd. Address before: 471039 No. 96, Jianxi, Luoyang District, Henan, Jianshe Road Applicant before: LUOYANG LYC BEARING Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| GR01 | Patent grant |