一种挤压向心关节轴承精密滚游隙机的制作方法

本实用新型涉及机械制造工艺技术，具体而言涉及一种挤压向心关节轴承精密滚游隙机。

背景技术：

挤压向心关节轴承主要由轴承内圈外圈组成。通过内圈外球面和外圈内球面滑动接触，具有较高的动、静载荷。向心关节轴承的内圈和外圈两者装配时，主要通过油压机、冲床等用模具将轴承内圈挤压至外圈中。挤压完毕后，外圈把内圈紧紧抱死无法滑动，为了使向心关节轴承有一个初始的转动效果和启动力矩，必须对此进行调游隙。

在目前该类轴承生产厂家，大多数采用人工榔头敲击的方法进行调游隙。人工敲击不均匀性，随机性较大，无法保证产品一致性。现有也有其他厂家采用三个轧辊制作简易的工装，手动调节位移量，手工加压调节游隙。这类方法依旧受人为因素较大，无法进行量化操作。并且，外圈薄壁的挤压向心关节轴承往往会因为手工误差较大，难以保证对其施加的压力处于适当范围，而具有较高的报废率。

其他方式，还可通过多次进行敲击和辗压调节游隙。但是反复的敲击和辗压劳动效率不高。并且，上述各种方式所加工的向心关节轴承，其加工过程参数数据无法生成有效记录，无法进行可追溯性查找。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其利用压辊和底部辊对向心关节轴承的外周施加碾扩力，调节挤压向心关节中轴承内外圈之间游隙。本实用新型具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其包括：压辊，其设置在滚游隙机的上部位置；底部辊，其设置在滚游隙机的下部位置，且位于压辊的下方；向心关节轴承位于压辊和底部辊之间；所述底部辊带动向心关节轴承转动，所述向心关节轴承带动压辊转动；所述压辊对向心关节轴承的外周施加碾扩力。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，还包括驱动机构，所述压辊设置在驱动机构的下方，由驱动装置带动移动。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，还包括控制单元，用于控制驱动机构的移动动作。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，还包括压力传感器，其与驱动机构连接，用于采集驱动机构通过压辊对向心关节轴承的外周所施加的碾扩力。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，还包括旋转编码器，其与压辊连接，用于采集压辊的碾扩圈数。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，当压力传感器和/或旋转编码器所采集的数值达到预设的阈值时，控制单元控制驱动机构远离向心关节轴承。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，所述驱动机构包括伺服电动缸；所述控制单元包括plc控制单元。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，所述底部辊包括并列设置的长轴辊和短轴辊，向心关节轴承位于长轴辊和短轴辊之间，且从动于长轴辊和短轴辊的转动；所述长轴辊和短轴辊的转动方向相同。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，还包括向心轴承，其设置在驱动机构和压辊之间。

可选的，上述挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其中，所述向心轴承包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承外圈为半球形凹槽，所述轴承内圈为半球形体，所述轴承内圈安装在轴承外圈的内部，所述轴承内圈的外表面贴合在轴承外圈的内表面上。

有益效果

本实用新型的挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其主要利用压辊和底部辊，将需要调游隙的节向心关节轴承设置于两者之间，由所述底部辊带动向心关节轴承转动，所述向心关节轴承同步的带动压辊转动，通过所述压辊均匀的对向心关节轴承的外周施加碾扩力，通过对碾扩力的控制调节轴承内圈与外圈之间的游隙。由此，本实用新型通过辊子的抵接对其间设置的向心关节轴承均匀施压，解决了轴承内外圈游隙散差过大不均匀、加工效率低、精度差等缺点，弥补了关节轴承在调游隙过程中压力过大或过小对外圈造成的磕碰损伤。

进一步，上述结构中，通过压力传感器和旋转编码器对压辊所施加的压力和作用时间进行准确测量，由此能够记录每次调节的参数数据，并且能够通过对压力传感器和旋转编码器参数数据的还原或设置而实现特定的、精密的游隙调节。本实用新型能够通过对压力传感器和旋转编码器参数的设置调节压辊的压力，从而保证对向心关节轴承的加工可重复，并且能够满足一致性要求，限制对产品所施加的压力在适合的范围内以降低次品率。

上述结构的施压和拆卸过程能够自动由控制单元进行交互控制，游隙调节过程中所需的人工操作很少，因而能够大大提高加工效率，并且保证合格率。本实用新型加工效率是原来人工的十倍以上。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型挤压向心关节轴承精密滚游隙机的主视图；

图2是本实用新型挤压向心关节轴承精密滚游隙机的侧视图；

图3是本实用新型所挤压的向心关节轴承的示意图；

图4是本实用新型中底部辊和压辊对向心关节轴承外周施加碾扩力的示意图；

图5是本实用新型挤压向心关节轴承精密滚游隙机中向心轴承的示意图。

图中，1表示伺服电动缸；2表示上横梁；3表示传感器联结轴；4表示压力传感器；5表示向心轴承座；6表示向心轴承；7表示移动板；8表示压辊；9表示主轴链轮；10表示链轮防护罩；11表示电机链轮；12表示加强防护版；13表示长轴辊；14表示短轴辊；15表示三相电机；16表示底板；17表示右侧轧板；18表示左侧轧板；19表示向心关节轴承；20表示直线导轨；21表示旋转编码器；22表示直线导轨垫板；23表示安全光幕。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本实用新型提供一种挤压向心关节轴承滚游隙的设备，参考图1以及图2所示，其主要包括：伺服电动缸、上横梁、侧支撑板、动轧侧板、移动板、压辊、长轴辊、短轴辊、旋转编码器、安全光幕、拉力传感器、直线导轨、三相电机、压辊支撑板、底板、台面、台架等零部件。其中，为使得对向心关节轴承施加的用于调节其游隙的压力均匀的作用在向心关节轴承周向表面，其中将压辊8设置在滚游隙机的上部位置；将底部辊设置在滚游隙机的下部位置，且位于压辊8的下方；将向心关节轴承位于压辊8和底部辊之间；调节时，所述底部辊带动向心关节轴承转动，所述向心关节轴承带动压辊8转动，而所述压辊8对向心关节轴承的外周施加碾扩力。

为实现对上述碾扩力的精确控制，本实用新型中具体设置有plc等控制单元，通过控制单元控制伺服电动缸，精准的控制位移量和压力，使施加在轴承表面上的挤压力可控而且均衡，并且能够通过控制伺服电机的旋转圈数和加装位移传感器，控制移动板7以及其所连接的压辊8的位移量，精准的调整压辊8对挤压向心关节轴承施加的压力大小。其中，控制单元和用于测量压辊8旋转圈数的旋转编码器21、压力传感器4等测量器件之间能够形成闭环的控制，实时的调节对挤压向心关节轴承施加的压力大小，实时检测压力所施加的时间，实现闭环控制，从而达到挤压向心关节轴承精密滚游隙机内参数所设定的游隙调节效果。

具体而言，为实现上述闭环控制，所述的挤压向心关节轴承精密滚游隙机还包括：

驱动机构，设置在所述压辊8设置在驱动机构的下方，由驱动装置带动移动；

控制单元，用于控制驱动机构的移动动作。

其中，所述控制单元为实现对上述压辊8施加于向心关节轴承周向的碾扩力的精确控制，还需要依赖于对向心关节轴承所承受的压力或被挤压的尺寸、尺度大小的检测。由此，在一种实现方式下，上述的挤压向心关节轴承精密滚游隙机，还包括压力传感器4，其与驱动机构连接，用于采集驱动机构通过压辊8对向心关节轴承的外周所施加的碾扩力；或者，上述的挤压向心关节轴承精密滚游隙机，还包括旋转编码器21，其与压辊8连接，用于采集压辊8的碾扩圈数；或者，上述的挤压向心关节轴承精密滚游隙机包括有上述压力传感器4和旋转编码器21的组合。

由此，闭环控制按照如下的步骤实现：

首先，第一步，根据加工要求或者根据经验数值，预设所述压力传感器4和/或旋转编码器21的阈值范围；

第二步，由控制单元，如plc，控制所述三相电机15启动，三相电机15通过电机链轮11带动主轴链轮9，由主轴链轮9驱动右侧轧板17和左侧轧板18之间的底部辊运转。其中，所述的底部辊包括并列设置的长轴辊13和短轴辊14，所述长轴辊13和短轴辊14的转动方向相同。长轴辊13与短轴辊14按照图4的方式同步的向同一方向转动。将图3所示的加工向心关节轴承19放置在长轴辊13与短轴辊14之间，向心关节轴承19从动于长轴辊13和短轴辊14的转动；在两轴的摩擦作用下向心关节轴承19随之转动；

第三步，控制驱动机构，如，伺服电动缸1，工作。其中，伺服电动缸1通过垂直设置在机器两侧的直线导轨20带动压辊8向下加载，当下降至压辊8接触向心关节轴承外径时，压辊8被向心关节轴承19驱动，以图4中的方式旋转，伺服电动缸1不断对向心关节轴承19增加辗压力，在此过程中，实时的检测相应的压力传感器4或旋转编码器2是否处于预设的阈值范围，根据参数调节对伺服电动缸1的驱动，以实时的调节压辊8下压的位置和施加的压力在设定范围内；

第四步，在上述参数达到设定要求，或者设定的时间时，控制单元控制伺服电动缸1自动抬起回复原位。

其中，上述第四步中，可任选下述条件之一或其组合控制辗压终止：

这两个条件，一个是伺服电动缸1施加的辗扩力，一个是辗扩圈数。

其中的辗扩力通过与伺服电动缸1联接的压力传感器4采集。其中的辗扩圈数通过与压辊8联接的旋转编码器21采集。当压力传感器4和/或旋转编码器21所采集的数值达到预设的阈值时，控制单元控制驱动机构远离向心关节轴承。

上述两条件可以同时满足也可以满足一个即停止。

为提供工人操作的安全性，本实用新型还可在压辊和底部辊的区域范围内安装有安全光幕23，只要在伺服电动缸1下降过程中有障碍物进入安全光幕23区间，伺服电动缸1即自动向上移动回至起始位置。辗扩完毕的向心关节轴承19由工人用钳子取出，本次循环结束。

在一种更为具体的实现方式下，上述的挤压向心关节轴承精密滚游隙机，其还包括向心轴承6，其设置在驱动机构和压辊8之间。用于减少因伺服电动缸等机械部分安装时误差，保证伺服缸1输出轴施力方向垂直移动板7。

其中，参考图5所示，所述向心轴承6包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承外圈为半球形凹槽，所述轴承内圈为半球形体，所述轴承内圈安装在轴承外圈的内部，所述轴承内圈的外表面贴合在轴承外圈的内表面上。当伺服电动缸等机械部分安装时误差导致保证伺服缸1输出轴施力方向与移动板7之间角度不成90度，存在倾斜时，向心轴承6的半球形凹槽内壁抵接轴承内圈的半球形体外壁，由半球形之间弧度导向，将伺服缸1输出轴向下引导至与移动板7之间恢复垂直。

如上所述的，其还可以通过所述控制单元，将每次辗压时辗扩压力、辗扩时间、辗扩圈数自动的通过周期性的更新记录在程序里，以备后续查验。这样的数据记录机制可通过plc的周期扫描脉冲触发对旋转编码器的数据读取操作而获取到圈数数据，通过plc的周期扫描脉冲触发对压力传感器4的数据读取操作而获取到压力数据。其所设置的周期扫描脉冲可选择为系统自身的时钟周期，或其他周期，例如设置成每0.1秒plc脉冲读取一次时间数据，按照时间进行对压力和圈数数据的更新，例如，通过压力传感器及变送器获取压力值而后将压力值按照时间记录在相应的存储单元中。

本实用新型操作使用简单，加工效率高，操作方便，安全性强、精度高。其可以通过plc等控制单元控制对向心关节轴承所施加的压力及其作用的时间，本实用新型对向心关节轴承的加工更为精密、加工过程安全稳定，加工数据会通过图形数据显示并保存下来，一旦加工出现问题能清晰显示出来，不会出现纰漏。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。