专利名称：用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承滚道测量装置，更具体的说，本发明主要涉及一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置及其测量方法。
背景技术：
目前针对轴承上截面呈桃形、V形结构的滚道中心位置尺寸的测量，已有多种测量方案被推广运用，其中较为主流的测量方式包括采用位置样板测量、采用轮廓仪测量、采用三坐标测量以及采用沟位测量仪测量等，前述方式虽能直接或间接测量出轴承滚道的中心轴向位置尺寸，但在实际使用中均存在不同程度和类型的弊端，例如位置样板测量的方式不能进行定量测量，不利于调整轴承工件的加工状态；轮廓仪测量对环境的要求较高(即在测量时不能有振动)，且测量效率低，不利于现场使用；而三坐标的测量方式需将准备测量的轴承工件送到专用的三坐标检测室进行测量，测量速度慢，效率低，也不利于现场使用；而前述的沟位测量仪虽然较前述的三种方式来说在测量的速度上有所提高，但仪器体积较大，不能实时移动，并且该类设备的价格较高,增加使用成本,且当大量不同尺寸的轴承工件需要测量时，其测量速度仍不能满足实际的测量需求，且针对被测轴承工件尺寸的测量普适性也不足，因此基于前述现有技术中轴承滚道中心位置测量方式所存在的不足，有必要做进一步的改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置及其测量方法，以期望解决现有技术中轴承滚道中心轴向位置尺寸测量效率较低，设备使用成本高，且不利于现场使用等技术问题为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案本发明一方面提供了一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，所述的装置包括主尺以及安装在主尺上的基准游标与测量游标，所述基准游标与测量游标均可沿主尺往返移动；所述基准游标与测量游标上方均设有用于在主尺上固定的锁紧部件，且基准游标下端设有基准卡脚，测量游标下端安装固定有至少下部呈圆弧面的测量环，所述测量环径向与基准卡脚在同一条直线上，且可与基准卡脚相接触，所述基准卡脚与测量环相接触的端面与主尺相垂直；所述测量游标、基准游标与主尺上均设有刻度。作为优选，进一步的技术方案是所述测量环下部圆弧面的弧度大于180度，并以圆弧面的圆心处为固定点安装在测量游标下端的测量卡脚上，且测量游标上的O刻度线位置与圆弧面的圆心处相对应；所述测量环圆弧面边缘的任意一点到固定点的距离均相等。更进一步的技术方案是所述测量游标上的O刻度位置与测量环圆弧面的圆心在同一条与主尺相垂直的纵向直线上。即将测量游标上的O刻度线位置设置为测量环圆弧面的圆心。更进一步的技术方案是所述测量环通过螺钉、螺母及垫圈安装在测量游标下端的测量卡脚上。更进一步的技术方案是所述测量环的轴向横截面下端设有一斜面。更进一步的技术方案是所述基准游标与测量游标设有基准卡脚与测量环的另一端均设有调整装置，用于在基准游标与测量游标锁紧后进行位移微调。更进一步的技术方案是所述主尺上的刻度为在确定O刻度线位置后，以相等的分度值分别向O刻度线位置的两端延伸。本发明另一方面还提供了一种上述用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置的测量方法，其特征在于所述测量方法包括如下步骤步骤A、将测量游标上的刻度按照其下端安装测量环圆弧面的实际半径值与主尺上的基准刻度值对齐，并通过锁紧部件锁紧测量游标；步骤B、移动基准游标，并使其下端的基准卡脚与测量环相接触，然后通过锁紧部件锁紧基准游标；步骤C、松开测量游标上的锁紧部件并朝主尺的另一端移动，将基准卡脚上与测量环的接触端面贴紧轴承工件的外侧面；步骤D、将测量游标移动至轴承工件的滚道附近，将其下端安装的测量环圆弧面同时与所述滚道的两侧相接触，此时测量游标上的指定刻度位置距离主尺上的基准刻度位置的距离，即为轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸。作为优选，进一步的技术方案是所述步骤A中将测量游标上的刻度按照测量环圆弧面的实际半径值与主尺上的基准刻度值对齐的方式为，使测量游标移动至其O刻度线位置到主尺上O刻度线位置的距离，与测量环圆弧面的实际半径值相等。更进一步的技术方案是所述的步骤A与步骤C中锁紧测量游标与基准游标在锁紧后，还通过调整装置对其在主尺上的锁紧位置进行微调；所述步骤D中测量游标上的指定刻度位置为O刻度线，且主尺上的基准刻度位置也为O刻度线；所述轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸为测量游标上的O刻度线位置到主尺上O刻度线位置的距离，加上测量游标上完全对应主尺上其中一条刻度线的刻度线，与其O刻度线位置的距离乘以测量装置的最小精度后的值之和。与现有技术相比，本发明的有益效果之一是通过在测量游标的下端设置测量环，并以测量环圆弧面的圆心作为其在测量卡脚上的固定点，利用圆形中心位置特性，建立可调整零位的结构模式，使得测量环接触轴承滚道内部时，即可直接读出轴承滚道的中心轴向位置尺寸，测量速度较快，且使用方便，通过更换不同半径尺寸的测量环即可用于测量不同尺寸的轴承工件滚道；同时本发明所提供的一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置结构简单，体积较小，较适宜于在轴承工件的生产现场使用，并可进行工业化规模生产，易于推广。
图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；图2为用于说明本发明另一个实施例中测量环轴向横截面结构示意图；图3为用于说明本发明实施例中第一使用状态结构示意图；图4为用于说明本发明实施例中第二使用状态结构示意图中，I为主尺、2为基准游标、3为测量游标、31为测量环、311为斜面、32为测量卡脚、4为锁紧部件、42为基准卡脚、5为螺钉、6为螺母、7为垫圈、8为调整装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步阐述。参考图1所示，本发明的一个实施例是一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，该装置包括主尺I以及安装在主尺I上的基准游标2与测量游标3，所述基准游标2与测量游标3均可沿主尺I往返移动；同时在基准游标2与测量游标3上方均设有用于在主尺I上固定的锁紧部件4，且在基准游标2下端还设有基准卡脚41，测量游标3下端安装固定有一个至少下部呈圆弧面的测量环31，该测量环31径向可与基准卡脚41在同一条直线上，且可与基准卡脚41相接触，所述基准卡脚41与测量环31相接触的端面与主尺I相垂直；所述测量游标3、基准游标2与主尺I上均设有刻度，而该刻度最好将分度值设置为相等。在本实施例中，前述的测量环31可采用常规的固定方式安装在测量游标3下方，例如通过螺钉5、螺母6及垫圈7安装在测量游标3下端的测量卡脚32上。而与现有技术中的游标卡尺所不同的是，上述主尺I上的刻度为在确定O刻度线位置后，以相等的分度值分别向O刻度线位置的两端延伸，即O刻度线位置的前后均设有分度值相同的刻度，以方便其用于测量轴承工件上的滚道中心轴向尺寸时，适应均呈活动状态的基准游标2与测量游标3。仍然参考图1所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，最好将上述测量环31下部圆弧面的弧度设为大于180度，并以圆弧面的圆心处为固定点安装在测量游标3下端的测量卡脚32上，且测量游标3上的O刻度线位置与圆弧面的圆心处相对应；所述测量环31圆弧面边缘的任意一点到固定点的距离均相等。前述优选结构，可较好的利用圆心的中心位置特性，使其在与轴承工件滚道接触时显示的尺寸数据更准确，减少误差，同时需要说明的是，前述测量游标3上的O刻度线位置与圆弧面的圆心处相对应应当理解为它们之间在理论上无偏差。而在上述实施例的基础上，为进一步减少滚道中心轴向位置尺寸测量的误差，还可将上述测量游标3上的O刻度线位置与测量环31圆弧面的圆心设置在同一条与主尺I相垂直的纵向直线上。但发明人在实验过程中发现，此种安装方式实施起来存在一定的难度，但是即便测量环31圆弧面的圆心与测量游标3上的O刻度线位置不在同一条直线上，它们之前距离也将成为测量装置的恒定误差值，即测量游标3上的O刻度线位置则为设定圆心，将测量出的实际数据减去前述恒定误差值则得到实际尺寸数据，因此前述仅为本发明的另一个优选实施例，并不是实现本发明所必要的技术特征。而将测量游标的O刻度线设置为测量环的圆心，这是本发明的核心，在实际生产及使用中，可在理论上排除测量环的安装误差，也可排除因测量环圆弧中心与安装中心不重合的加工误差，因此即便不考虑上述恒定误差值，在实质测量中并不影响使用。结合上述的多个实施例，参考图2所示，为了测量时便于观察，可将测量环31与轴承滚道的接触面变窄，而比较简单的方式则为直接在测量环31的轴向横截面下端增设一斜面311。同时，为了提高测量环的使用寿命，提高加工精度，测量环的硬度要求不小于60HRC。
根据本发明的另一实施例，发明还参考现有技术中游标卡尺的结构，对上述实施例中的测量装置做了如下改进，具体为在基准游标2与测量游标3设有基准卡脚41与测量环31的另一端均设有调整装置8，用于在基准游标2与测量游标3锁紧后进行位移微调，以减少测量误差值。而在本实施例中的调整装置8以及上述实施例中的锁紧部件，在现有技术中的同类量具中应用较为普遍，诸如锁紧螺钉、微调螺母等部件均可实现本发明实施例中所期望的技术效果。本发明的另一个实施例是一种上述用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置的测量方法，该测量方法包括，并优选按照如下步骤进行操作步骤A、参考图3所示，将测量游标3上的刻度按照其下端安装测量环31圆弧面的实际半径值与主尺I上的基准刻度值对齐，并通过锁紧部件4锁紧测量游标3 ；步骤B、移动基准游标2，并使其下端的基准卡脚41与测量环31相接触，然后通过锁紧部件4锁紧基准游标2;步骤C、参考图4所示，松开测量游标3上的锁紧部件4并朝主尺I的另一端移动，将基准卡脚41上与测量环31的接触端面贴紧轴承工件的外侧面；步骤D、将测量游标3移动至轴承工件的滚道附近，将其下端安装的测量环31圆弧面同时与所述滚道的两侧相接触，此时测量游标3上的指定刻度位置距离主尺I上的基准刻度位置的距离，即为轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸。本发明用于解决技术问题，更加优选的一个实施例是在步骤A中将测量游标3上的刻度按照测量环31圆弧面的实际半径值与主尺I上的基准刻度值对齐所采用的方式最好为，使测量游标3移动至其O刻度线位置到主尺I上O刻度线位置的距离，与测量环31圆弧面的实际半径值相等。而在上述实施例中方法的基础上，根据现场测量可能出现的问题，还可进行的优选操作方式为，在步骤A与步骤C中锁紧测量游标3与基准游标2锁紧后，还可通过调整装置8对其在主尺I上的锁紧位置进行微调，以进一步提高测量的精确性。并且在实际应用中可直接将上述步骤D中测量游标3上的指定刻度位置为O刻度线，将主尺I上的基准刻度位置也为O刻度线；同时轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸读出的方式为，测量游标3上O刻度线位置到主尺I上O刻度线位置的距离，加上测量游标3上完全对应主尺I上其中一条刻度线的刻度线，与其O刻度线位置的距离乘以测量装置的最小精度后的值之和，例如测量游标3上的O刻度线位置到主尺I上O刻度线位置的距离(X)为30毫米，而测量游标3上与主尺I上完全重合的一条刻度线距离测量游标3上O刻度线位置的距离(Y)为12毫米，那么将其乘以卡尺的最小精度，设最小精度为O. 02毫米，则被测轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸值(L)则是30. 24毫米；如所使用的测量装置存在上述的恒定误差值(Z)，则前述实际尺寸值(L)计算的方式应该为L=(X+YX0. 02)-Z而本发明上述的读数方式与现有技术中游标卡尺基本类似，具体可参考游标卡尺的读数方式。再参考图1所示，结合上述的实施例，本发明设计原理为在游标卡尺上，设计两个可移动的卡脚，其中基准卡脚41用于定位，测量卡脚32上固定有测量环31，用于测量。在游标刻度设置时，将O刻度线设置在偏左的位置，且O刻度线的左右都有刻度，刻线的刻度方法和普通游标卡尺(精度O. 02)相同。利用圆心的中心位置特性，建立可调整零位的结构模式。当我们把测量卡脚32的O刻度线位置与主尺O刻度线的距离调整到圆的半径数值时，圆的左切线所在的位置可视为圆心的O点。将测量卡脚移动到右边的任意刻度值，视为圆心到O点的距离。通过前述原理，则可完成轴承工件滚道桃形、V形等各类异型滚道的测量，且可直接读出数值，无需复杂换算，测量速度快，工具体积小，操作较为方便，且测量工具造价较低，进而使前述滚道中心轴向位置测量的成本也大大降低。除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域或其它领域的技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域或其它领域的技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求
1.一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述的装置包括主尺 (O以及安装在主尺(I)上的基准游标(2)与测量游标(3)，所述基准游标(2)与测量游标 (3)均可沿主尺(I)往返移动；所述基准游标(2)与测量游标(3)上方均设有用于在主尺(I) 上固定的锁紧部件(4)，且基准游标(2)下端设有基准卡脚(21)，测量游标(3)下端安装固定有至少下部呈圆弧面的测量环(31)，所述测量环(31)径向与基准卡脚(21)在同一条直线上，且可与基准卡脚(21)相接触，所述基准卡脚(21)与测量环(31)相接触的端面与主尺(I)相垂直；所述测量游标(3 )、基准游标(2 )与主尺(I)上均设有刻度。
2.根据权利要求1所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述测量环(31)下部圆弧面的弧度大于180度，并以圆弧面的圆心处为固定点安装在测量游标 (3)下端的测量卡脚(32)上，且测量游标(3)上的O刻度线位置与圆弧面的圆心处相对应； 所述测量环(31)圆弧面边缘的任意一点到固定点的距离均相等。
3.根据权利要求2所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述测量游标(3)上的O刻度位置与测量环(31)圆弧面的圆心在同一条与主尺(I)相垂直的纵向直线上。
4.根据权利要求2所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述测量环(31)通过螺钉(5)、螺母(6)及垫圈(7)安装在测量游标(3)下端的测量卡脚(32) 上。
5.根据权利要求1所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述测量环(31)的轴向横截面下端设有一斜面(311)。
6.根据权利要求1所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述基准游标(2)与测量游标(3)设有基准卡脚(21)与测量环(31)的另一端均设有调整装置 (8 )，用于在基准游标(2 )与测量游标(3 )锁紧后进行位移微调。
7.根据权利要求1所述的用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，其特征在于所述主尺(I)上的刻度为在确定O刻度线位置后，以相等的分度值分别向O刻度线位置的两端延伸。
8.—种权利要求1至7所述用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置的测量方法，其特征在于所述测量方法包括如下步骤步骤A、将测量游标(3)上的刻度按照其下端安装测量环(31)圆弧面的实际半径值与主尺(I)上的基准刻度值对齐，并通过锁紧部件(4)锁紧测量游标(3)；步骤B、移动基准游标(2)，并使其下端的基准卡脚(21)与测量环(31)相接触，然后通过锁紧部件(4)锁紧基准游标(2)；步骤C、松开测量游标(3)上的锁紧部件(4)并朝主尺(I)的另一端移动，将基准卡脚(21)上与测量环(31)的接触端面贴紧轴承工件的外侧面；步骤D、将测量游标(3)移动至轴承工件的滚道附近，将其下端安装的测量环(31)圆弧面同时与所述滚道的两侧相接触，此时测量游标(3)上的指定刻度位置距离主尺(I)上的基准刻度位置的距离，即为轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸。
9.根据权利要求8所述用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置的测量方法，其特征在于所述步骤A中将测量游标(3)上的刻度按照测量环(31)圆弧面的实际半径值与主尺 (O上的基准刻度值对齐的方式为，使测量游标(3)移动至其O刻度线位置到主尺(I)上O刻度线位置的距离，与测量环(31)圆弧面的实际半径值相等。
10.根据权利要求8所述用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置的测量方法，其特征在于所述的步骤A与步骤C中锁紧测量游标(3)与基准游标(2)在锁紧后，还通过调整装置(8)对其在主尺(I)上的锁紧位置进行微调；所述步骤D中测量游标(3)上的指定刻度位置为O刻度线，且主尺(I)上的基准刻度位置也为O刻度线；所述轴承工件滚道中心轴向位置的实际尺寸为测量游标(3)上的O刻度线位置到主尺(I)上O刻度线位置的距离，加上测量游标(3 )上完全对应主尺(I)上其中一条刻度线的刻度线，与其O刻度线位置的距离乘以测量装置的最小精度后的值之和。
全文摘要
本发明公开了一种用于轴承滚道中心轴向位置测量的装置，属一种轴承滚道测量装置，所述的装置包括主尺以及安装在主尺上的基准游标与测量游标，所述基准游标与测量游标均可沿主尺往返移动；所述基准游标与测量游标上方均设有用于在主尺上固定的锁紧部件，且基准游标下端设有基准卡脚，测量游标下端安装固定有至少下部呈圆弧面的测量环，测量环径向与基准卡脚在同一侧，且可与基准卡脚相接触，基准卡脚与测量环相接触的端面与主尺相垂直；利用圆形中心位置特性，建立可调整零位的结构，可直接读出轴承滚道的中心轴向位置尺寸，测量速度较快，更换不同半径尺寸的测量环即可用于测量不同尺寸的轴承工件；体积较小，并可工业化规模生产，易于推广。
文档编号G01B5/02GK103033107SQ20121053193
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者冯霆, 汪文革, 宋正常, 陈太 申请人:成都天马铁路轴承有限公司