CN213455417U

CN213455417U - 自动测量仪器

Info

Publication number: CN213455417U
Application number: CN202021648715.5U
Authority: CN
Inventors: 张海龙
Original assignee: Shanghai C&U Group Co Ltd; C&U Co Ltd
Current assignee: Shanghai C&U Group Co Ltd; C&U Co Ltd
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2030-08-10

Abstract

本实用新型提供一种自动测量仪器，属于轴承检测技术领域，包括中心控制器、检测平台，上检测工装、下检测工装、上加载机构和下加载机构，上检测工装、下检测工装用于固定轴承的外圈，下检测工装可拆卸固定于或放置于一下工装座上；所述上加载机构、下加载机构均设有执行器和位移传感器，所述执行器包括固定端、活动端，固定端相对于检测平台固定设置，活动端可垂直于检测平台上、下运动；位移传感器装设于活动端朝向被测轴承所在一侧的侧壁设置。本实用新型将轴承的外圈固定、检测内圈上的轴向游隙，更贴近于实际工况，并通过两个方向上分别检测位移变化量，将轴向游隙拆分为两个部分进行分别检测，有效提高的检测的精确性。

Description

自动测量仪器

技术领域

本实用新型涉及轴承检测仪器领域，尤其涉及一种用于检测轴承径向游隙的自动测量仪器。

背景技术

轴承的轴向游隙是判断轴承好坏的重要依据，例如，轴向游隙的大小在一定程度上决定了轴承的使用寿命：轴承轴向游隙过大时，轴承在转速存在较大差异变化会出现滚动体与套圈之间打滑磨损，加速轴承失效。轴向游隙的测量标准是从一个轴向极限位置移向相反的极限位置的轴向距离的平均值。

目前，轴承轴向游隙的检测通常有两种形式：

1、利用较高精度的游隙测量仪进行检测，利用此类仪器进行游隙的检测，可以较为准确测量轴承轴向游隙大小，但操作较为复杂。

2、利用较为简单的测量装置进行简易测量，利用此类方法可简易测量轴承游隙大小，操作相对简单精度较低，适用于个体轴承测量。

因此，上述两种测量设备均难以满足实际轴承生产中的大批量、较高精度的检测使用。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，为避免由于轴承轴向游隙参数不良影响轴承使用寿命降低的问题，本实用新型提供一种自动测量仪器，其结构简单、便于操作且检测精度较高，满足实际生产检测需求，从而提高轴承合格率、降低加工成本。

为实现上述目的，本实用新型自动测量仪器包括中心控制器、检测平台，上检测工装、下检测工装、上加载机构和下加载机构，上检测工装、下检测工装用于固定轴承的外圈，下检测工装可拆卸固定于或放置于一下工装座上；所述上加载机构、下加载机构均设有执行器和位移传感器，所述执行器包括固定端、活动端，固定端相对于检测平台固定设置，活动端可垂直于检测平台上、下运动；位移传感器装设于活动端朝向被测轴承所在一侧的侧壁设置。

所述上加载机构的执行器的活动端与下检测工装相对一侧设有上工装座，上检测工装安装于上工装座上；或者，所述上检测工装叠放于一放置于下检测工装上的被测轴承之上，上加载机构的执行器的活动端与下检测工装相对一侧设有上工装座与所述上检测工装相配合。

所述上加载机构、下加载机构均还设有一施力工装，所述施力工装与位移传感器平行设置，并一同装设于执行器的活动件末端上。为便于检测，所述位移传感器的测头露出于施力工装朝向被测轴承的一端端面。所述上工装座、下工装座上均设有可供施力工装与位移传感器穿过的开孔或开槽；或者所述上工装座、下工装座均为套筒结构。

上述结构中，通过上检测工装与下检测工装配合，可将轴承的外圈在施加负载的情况下被固定，同时通过施力工装对被测轴承的内圈进行施加载荷，从而使内圈于轴向上发生位移，最终由位移传感器检测被测轴承两个轴向方向上的径向游隙。

由于上述结构稳定地控制住了轴承的外圈、防止其乱动，有效避免了外圈在检测过程中晃动或位移影响检测结构的精确性，并且，本实用新型是直接通过检测单个方向上的被测轴承的位移变化量，再将两个方向上的位移变化量相加得出结构，该检测数据直观、间接误差以及人工干扰极少，检测结构精确性高。

进一步的，为确保加载机构施加负载平稳、均匀，所述施力工装为套筒结构，其与执行器的活动端之间通过另一套筒结构可拆卸固定连接为一体。所述位移传感器与施力工装同轴设置。上述结构中，通过使位移传感器与施力工装同轴套设，一方面可充分利用施力工装内部的空间、优化结构、提高空间利用率，另一方面，位移传感器将处于中心位置，可避免位移传感器影响被测轴承在负载作用下产生的轴向游隙，确保检测精度。

为避免执行器与上检测工装或下检测工装之间发生“硬碰硬”导致工件损坏，进一步地，所述上加载机构或下加载机构中，所述执行器的活动件的末端与施力工装之间套设有一缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与施力工装内部的止挡相抵接，另一端与活动件的末端相配合。

进一步地，所述上工装座的外径面的中部凸设有限位凸起，所述上检测工装的上部分套接于所述上工装座的下部上且其上端面与所述限位凸起接触配合使上工装座的下部与所述上检测工装的上部配合时的位置相固定。

通过上述结构，可以确保在检测同一轴承或同型号轴承或同批次的轴承时，上工装检测工装与下检测工装可以将上述被测轴承始终如一地固定于同一位置上，进而确保在同一控制程序下所检测的轴承的轴向游隙的精确性。

进一步地，所述上工装座安装于平台的下表面上，其顶部同安装平台的安装槽的槽底之间设另一缓冲弹簧，避免被测轴承在检测过程中被压坏，起到缓冲作用；同时，通过缓冲弹簧使上检测工装时，其主要依靠缓冲弹簧的弹力对被测轴承施加压力使其被固定于上检测工装和下检测工装之间，起到固定作用。为使上工装座可独立于上加载机构与下工装座配合将被测轴承进行固定，所述安装平台可滑动装配于所述支柱上，且由一驱动机构驱动其垂直于检测平台往复运动。

为使切实地通过使上工装座将被测轴承压紧于上检测工装与下检测工装之间，进一步地，所述上工装座同安装平台之间安装有预紧机构。所述预紧机构包括预紧螺栓、预紧弹簧和预紧压块，所述预紧螺栓的小头一端从安装平台的上表面穿透安装平台至其下方的上工装座上螺纹连接，所述预紧弹簧装配于预紧螺栓的大头一端和预紧压块之间，所述预紧压块通过螺栓可拆卸固定于安装平台之上。

为便于更换下检测工装，以适应不同色轴承使用，进一步地，所述下工装座为凸出座，所述下检测工装的下部套设于所述下工装座上且与下工装座的上部相嵌合。

为避免在固定过程中压环被测轴承，进一步地，所述下工装座、上工装座与被测轴承接触配合的一侧的外径面同被测轴承的外径面对齐。

为确保上检测工装与被测轴承之间配合的稳定性，进一步地，所述上检测工装的中部设有外环边。外环边可以扩大上检测工装的面积，利用该面积，上检测工装的边沿附近重量得以加重，从而使其下部与被测轴承的外圈接触配合时，实现紧密、稳定的接触。

进一步的，所述上加载机构、下加载机构上设有用于检测其移动情况的位置传感器，所述位置传感器为激光测距传感器，所述位置传感器的检测方向垂直于上加载机构、下加载机构的运动方向。

进一步地，所述上检测工装、下检测工装中配设有垫片，所述垫片外径大于被测轴承的内圈内径、小于被测轴承的外圈内径，尤其小于上检测工装、下检测工装与垫片相邻一侧的内孔径。此外，通过垫片，也使得被测轴承上的轴向位移整体化、一致化，既便于检测，也有利于提高检测精度。此外，由于采用了垫片，本实用新型在检测轴向游隙时，利用垫片传递效果，可无需旋转对被测轴承进行不同位置进行轴向游隙的测量。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过将轴承的外圈固定、检测内圈上的轴向游隙，既更贴近于实际工况，有利于检测出更贴近实际工况的轴向游隙，并通过两个方向上分别检测位移变化量，将轴向游隙拆分为两个部分进行分别、单独的检测，进一步提高的检测的精确性。再者，在上述检测过程中，被测轴承无需转动、翻动，一次装入本实用新型测量仪器中即可完成自动测量，避免了翻转被测轴承所产生的检测误差。

因此，使用本实用新型测量仪器可以在一定程度上准确测量轴承在不同载荷下的轴向位移变化，进而准确获得被测轴承轴向游隙参数。本实用新型结构简单、操作方便，适用轴承类型：单列深沟球轴承、双列深沟球轴承、双列圆锥滚子轴承等向心轴承使用。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的整体示意图。

图2为本实用新型具体实施例的整体结构示意图。

图3为本实用新型具体实施例的侧面示意图。

图4为本实用新型具体实施例的俯视示意图。

图5为本实用新型具体实施例的仰视示意图。

图6为图4中B向剖面示意图。

图7为图4中A向剖面示意图。

附图标记：1—检测平台，2—下检测工装，3—上检测工装，4—安装平台，5—固定柱，6—固定平台，7—上气缸，8—电机，9—丝杠，10—下气缸，11—上位置传感器，12—下位置传感器，13—上位移传感器，14—上施力工装，15—上工装座，16—被测轴承，17—下工装座，18—下位移传感器，19—预紧螺杆，20—预紧压块，21—上垫片，22—下垫片；

101—支撑架，301—外环边，401—直线轴承，402—第一缓冲弹簧，1001—活动杆，1301—连接套筒，1302—上连接件，1303—第二缓冲弹簧，1501—嵌入端，1502—限位凸起，1801—下施力工装，1802—下连接件，1901—预紧弹簧。

具体实施方式

实施例1本实施例提供一种自动测量仪器，包括中心控制器、检测平台1、固定平台6、上检测工装3、下检测工装2、上加载机构和下加载机构，检测平台1固定于一支撑架101上，其呈水平设置。固定平台6位于检测平台1的上方，其两侧分别通过至少一根固定柱5固定于检测平台1。检测平台1的中部设有一竖直方向开设的通孔，在检测平台1的上表面上，通孔可拆卸固定连接有下工装座17。下工装座17为具有凸台的圆盘，下检测工装2套置于下工装座17的凸台之上、并与下工装座17相对固定。通过下工装座17，下检测工装2与下工装座17可活动配合，以便于更换。

下加载机构包括包括下气缸10、下位移传感器18、下位置传感器12、下施力工装1801，下加载机构安装于检测平台1的下方，其中下气缸10用于驱动下施力工装1801和下位移传感器18移动，用于检测被测轴承16第一处轴向的游隙。为此，下气缸10的活动杆朝向检测平台1设置，并可远离或接近检测平台1。下工装座17与下检测工装2的中心均设有通孔，两处通孔连通为第一通孔，下位移传感器18同轴套设在下施力工装1801中，并一同穿设于第一通孔中下。下施力工装1801的底端则通过连接连接连接在下气缸10的活动杆1001的末端——也即下气缸10于图6中所示的顶端。通过上述结构，位移传感器的检测方向同下气缸10的移动方向一致。下位置传感器12用于检测执行器相对于检测平台1的相对位置，其设置于支撑架101上或者下气缸10上，所检测的位置数据反馈至用于控制电机8转动的控制器中。该控制器可以为伺服电机8自配的，也可是额外配设的控制箱。

上加载机构包括上气缸7、上位移传感器13、上位置传感器11、驱动机构和安装平台4，安装平台4的两侧套设于两根相对的固定柱5上，且安装平台4同固定柱5之间通过直线轴承401连接，直线轴承401使安装平台4得以在驱动机构的驱动下在固定柱5上上下滑动。

本实施例中，为便于控制上加载机构对上检测工装3施加的负载将轴承进行夹紧固定的施力大小，驱动机构采用电机8丝杠9机构，丝杠9竖直螺纹连接于安装平台4上，其顶部同电机8输出轴的同轴连接。在一种实施方式中，电机8可采用伺服电机8，伺服电机8可根据预设程序自主控制丝杠9的转动，降低控制难度、使测量更为便捷。

上气缸7固定安装于固定平台6上，其活动杆朝向检测平台1垂直设置。对应于活动杆的轴向所在位置，安装平台4上设有竖直通孔，上位移传感器13装设于上施力工装14中且与上施力工装14同轴设置，上施力工装14穿设于竖直通孔中。安装平台4的底部、竖直通孔外装设有上工装座15，上工装座15的上端同安装平台4的本体之间通过具有一定活动余量的预紧结构连接为一体，同时，上工装座15的上端1501通过第一缓冲弹簧402与安装平台4活动配合。

预紧机构包括预紧螺杆19、预紧弹簧1901和预紧压块20，预紧螺杆19的小头一端从安装平台4的上表面穿透安装平台4至其下方的上工装座15上螺纹连接，预紧弹簧1901装配于预紧螺杆19的大头一端和预紧压块20之间，预紧压块20通过螺栓可拆卸固定于安装平台4之上。

在本实施例中，上检测工装3固定于上工装座15的底部，在一种实施方式中，上工装座15的底部的外侧壁设有外螺纹，上检测工装3螺纹套接与上工装座15的底部。

上工装座15的外径面的中部凸设有限位凸起1502，上检测工装3的上部分的上端面与限位凸起1502接触配合，使上工装座15的下部与上检测工装3的上部配合时的位置相固定。既能确保了上工装座15与上检测工装3配合的稳定性，也可使被测轴承16始终固定于同一位置上，以便于上气缸7、下气缸10控制上施力工装14、下施力工装1801向被测轴承16施加负载。

在上加载机构中，上气缸7的活动杆的末端与上施力工装14之间还套设有第二缓冲弹簧1303：第二缓冲弹簧1303的一端与施力工装内部的止挡相抵接，另一端通过二者之间的连接件与活动件杆的末端间隔相配合。第二缓冲弹簧1303在上施力工装14与被测轴承16接触时起到缓冲作用，避免刚性接触导致被测轴承16损坏。

上检测工装3、下检测工装2用于固定轴承的外圈，为便于检测，位移传感器的测头露出于施力工装朝向被测轴承16的一端端面。

并且，上检测工装3、下检测工装2与被测轴承16接触的一侧的开孔的开口边沿处设有内凹的凹槽用于放置垫片，垫片外径大于被测轴承16的内圈内径、小于被测轴承16的外圈内径，尤其小于上检测工装3、下检测工装2与垫片相邻一侧的内孔径。上位移传感器13与下位移传感器18的测头均与垫片接触配合设置。通过垫片，也使得被测轴承16上的轴向位移整体化、一致化，便于检测和提高检测精度。

上工装座15伸入至上检测工装3中的长度小于上检测工装3的上部高度，而是通过限位凸起1502与上检测工装3的上部的端面配合，实现二者的配合与固定，可以避免上工装座15影响被测轴承16的内圈。

在一种优选实施方式中，为确保检测结构精确，上检测工装3、上工装座15、下检测工装2、下工装座17以及上气缸7、下气缸10均安装于同一直线上。下工装座17、上工装座15与被测轴承16接触配合的一侧的外径面同被测轴承16的外径面对齐。因此，另外，本实施例中，上工装座15、下工装座17最好采用套筒结构，其结构简单、便于加工。

本实施例中，电机8最好采用伺服电机8，上气缸7、下气缸10均采用伺服电缸。

本实施例测量原理如下：对被测轴承16外圈进行轴向方向固定，避免其移动。对轴承内圈施加一定轴向反复载荷，通过对轴承内圈轴向位移变化进行计算，得到总位移量即为该被测轴承16的轴向游隙大小。

本实施例测量动作步骤如下：

1、选择适合被测轴承16的上检测工装3、下检测工装2，分别安装于上工装座15、下工装座17上并采用定位销等紧固件进行锁紧。通过伺服电机8与丝杠9的运转带动上加载机构进行上下移动，直至上加载机构的上检测工装3与被测轴承16外圈相接触将被测轴承16的外圈固定于下检测工装2上，确保外圈不存在轴向方向上的位移变化位置。为检测外圈所受载荷达到一定要求，可于上检测工装3与上工装座15之间设置压力传感器用于检测外圈所受载荷。

2、下伺服电缸开始运转，推动下施力套筒及下位移传感器18上移，直至上侧施力套筒与上垫片21接触时，上位移传感器13开始记录示值X₁。下伺服电缸继续运转，直至下方载荷加载至目标值，此时上位移传感器13记录示值为X₂。

3、下侧方向位移采集记录完成后，下伺服电缸反向运转，进行卸载，回归初始状态。

4、上伺服电缸开始运转，推动上施力套筒及上位移传感器13下移，直至下施力套筒与下垫片22接触时位移传感器开始记录示值X₃。上伺服电缸继续运转，直至上方载荷加载至目标值，此时上位移传感器13记录示值为X₄。

5、上侧方向位移采集记录完成后，上伺服电缸反向运转，进行卸载，回归初始状态。

6、通过伺服电机8与螺纹丝杆的运转带动上加载机构进行上下移动，带动上加载机构回归初始位置。

7、计算总位移量：

ΔX=丨X₁-X₂丨+丨X₃-X₄丨

ΔX所得值即为该轴承轴向游隙Ga大小。

实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于：上检测工装3叠放于一放置于下检测工装2上的被测轴承16之上，上加载机构的执行器的活动端与下检测工装2相对一侧设有上工装座15与所述上检测工装3相配合。

实施例3本实施例与上述实施例的不同之处在于：上检测工装3的中部设有外环边301。外环边301可以扩大上检测工装3的面积和重量，利用该面积与重量，上检测工装3的边沿附近重量得以加重，从而使其下部与被测轴承16的外圈接触配合时，实现紧密、稳定的接触。

在上述实施例中，上位置传感器11、下位置传感器12为激光测距传感器，上位置传感器11、下位置传感器12的检测方向分别垂直于上加载机构、下加载机构的运动方向。

Claims

1.自动测量仪器，其特征在于：包括中心控制器、检测平台，上检测工装、下检测工装、上加载机构和下加载机构，上检测工装、下检测工装用于固定轴承的外圈，下检测工装可拆卸固定于或放置于一下工装座上；所述上加载机构、下加载机构均设有执行器和位移传感器，所述执行器包括固定端、活动端，固定端相对于检测平台固定设置，活动端可垂直于检测平台上、下运动；位移传感器装设于活动端朝向被测轴承所在一侧的侧壁设置；

所述上加载机构的执行器的活动端与下检测工装相对一侧设有上工装座，上检测工装安装于上工装座上；或者，所述上检测工装叠放于一放置于下检测工装上的被测轴承之上，上加载机构的执行器的活动端与下检测工装相对一侧设有上工装座与所述上检测工装相配合；

所述上加载机构、下加载机构均设有一施力工装，所述施力工装与位移传感器平行设置，并一同装设于执行器的活动件末端上。

2.如权利要求1所述的自动测量仪器，其特征在于：所述位移传感器的测头露出于所述施力工装朝向被测轴承的一端端面。

3.如权利要求1所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上工装座、下工装座上均设有可供所述施力工装与所述位移传感器穿过的开孔或开槽；或者所述上工装座、下工装座均为套筒结构。

4.如权利要求1-3任一所述的自动测量仪器，其特征在于：所述施力工装为套筒结构，其与执行器的活动端之间通过另一套筒结构可拆卸固定连接为一体。

5.如权利要求1-3任一所述的自动测量仪器，其特征在于：所述位移传感器与施力工装同轴设置。

6.如权利要求1所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上加载机构和/或下加载机构中，所述执行器的活动件的末端与施力工装之间套设有一缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与施力工装内部的止挡相抵接，另一端与活动件的末端相配合。

7.如权利要求3所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上工装座的外径面的中部凸设有限位凸起，所述上检测工装的上部分套接于所述上工装座的下部上且其上端面与所述限位凸起接触配合使上工装座的下部与所述上检测工装的上部配合时的位置相固定。

8.如权利要求7所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上工装座安装于一安装平台的下表面上，其顶部同安装平台的安装槽的槽底之间设另一缓冲弹簧。

9.如权利要求8所述的自动测量仪器，其特征在于：所述安装平台可滑动装配于一支柱上，且由一驱动机构驱动其垂直于检测平台往复运动。

10.如权利要求7所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上工装座同安装平台之间安装有预紧机构：所述预紧机构包括预紧螺栓、预紧弹簧和预紧压块，所述预紧螺栓的小头一端从安装平台的上表面穿透安装平台至其下方的上工装座上螺纹连接，所述预紧弹簧装配于预紧螺栓的大头一端和预紧压块之间，所述预紧压块通过螺栓可拆卸固定于安装平台之上。

11.如权利要求7所述的自动测量仪器，其特征在于：所述下工装座为凸出座，所述下检测工装的下部套设于所述下工装座上且与下工装座的上部相嵌合。

12.如权利要求7所述的自动测量仪器，其特征在于：所述下工装座、上工装座与被测轴承接触配合的一侧的外径面同被测轴承的外径面对齐；和/或所述上检测工装的中部设有外环边。

13.如权利要求6所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上加载机构、下加载机构上设有用于检测其移动情况的位置传感器，所述位置传感器为激光测距传感器，所述位置传感器的检测方向垂直于上加载机构、下加载机构的运动方向。

14.如权利要求1所述的自动测量仪器，其特征在于：所述上检测工装、下检测工装中配设有垫片，所述垫片外径大于被测轴承的内圈内径、小于被测轴承的外圈内径，尤其小于上检测工装、下检测工装与垫片相邻一侧的内孔径。