轨II 20作直线移动，滑块II 17的底部与滚珠丝杠II 34通过螺纹连接在一起，且滚珠丝杠II 34转动可带动滑块II 17沿导轨II 20作直线运动；称重传感器II 19固定安装在径向称重传感器支架II 18上，径向称重传感器支架II 18固定安装在滑块II 17上；顶杆II 16的个数为两个，且这两个顶杆II 16中间均通过直线轴承II 23活动支撑在径向直线轴承座II 24上，每个顶杆II 16的左端均通过连接件II 22与称重传感器II 19固定连接，每个顶杆II 16的右端均通过测量头支架II 18与测量头II 25固定连接，测量头II 25位于测量头支架II 18中心部位。
[0032]所述测量头I 26由定块I 26.1、转块I 26.3、销轴I 26.2组成，转块I 26.3 —侧开有V型槽，另一侧通过销轴I 26.2与定块I 26.1铰接在一起。测量头II 25由定块II 25.1、转块II 25.3、销轴II 25.2组成，转块II 25.3 —侧开有V型槽，另一侧通过销轴II 25.2与定块II 25.1铰接在一起，并且能够绕销轴II 25.2旋转。测量过程中，转块I 26.3与转块II 25.3共同夹紧关节轴承12外圈。
[0033]所述伺服电机I 2和伺服电机II 21均由PLC智能控制系统控制。
[0034]所述的左进给系统和右进给系统关于夹具座11.3位置对称。另外，左右进给系统的各组成零部件相同(比如:伺服电机I 2与伺服电机II 21的型号参数相同，径向称重传感器支架1118与径向称重传感器支架I 5的形状结构、尺寸等相同)，这样方便各零件的购买和安装。
[0035]本实用新型的工作过程大致如下:
[0036]a、系统给电，PLC智能控制系统打开，控制伺服电机I 2输出轴的转动，进而通过滚珠丝杠I 33、滑块I 6、顶杆I 7等控制测量头I 26后退(即是远离夹具系统11);控制伺服电机II 21输出轴的转动，进而通过滚珠丝杠II 34，滑块II 17，顶杆II 16等控制测量头II 25后退(即是远离夹具系统11);为安装被测关节轴承12提供空间。
[0037]b、按上述，将被测关节轴承12安装到夹具系统11上(即关节轴承12的内圈被固定安装在套杯11.1的凸台32外，压紧片11.2通过螺钉11.4将关节轴承12压在套杯11.1的凸台32上，而此时关节轴承12的内圈仍可相对外圈转动)，同时调整测量头I 26的转块I 26.3和测量头II 25的转块II 25.3，使其与关节轴承12的外圈自动定位。
[0038]C、通过PLC智能控制系统，控制测量头II 25、测量头I 26的移动，使测量头II 25、测量头I 26靠近关节轴承12。
[0039]d、按试验要求设置试验力(比如，设置试验力为50N)，通过PLC智能控制系统控制伺服电机I 2，进而控制测量头I 26前进(即是向夹具系统11移动)，当测量头I 26的转块I 26.3与关节轴承12接触并且称重传感器I 4显示压力值为50N时，停止前进。
[0040]e、通过PLC智能控制系统控制伺服电机II 21，进而控制测量头II 25前进(即是向夹具系统11移动)。当测量头II 25的转块II 25.3与关节轴承12的内圈刚开始接触时(一般，当称重传感器II 19显示压力值为2N时，认为测量头II 25的转块II 25.3与关节轴承12的内圈刚开始接触)。此时，微调燕尾槽滑台9，使之缓慢滑动，调整位移传感器8的触头与测量头支架I 10端部的接触位置，并且使位移传感器8的触头顶紧测量头支架I 10端部(一般情况下，当位移传感器8有少量的压缩位移量，比如0.01_，则可认为位移传感器8的触头已经顶紧测量头支架I 10端部)，通过螺钉接将位移传感器8固定在燕尾槽滑台9上，并将燕尾槽滑台9锁住(即:将燕尾槽滑台9处于不可滑动状态)，同时将位移传感器8示数记下，作为示数I。
[0041]f、设置相同的试验力(比如，上述设置了试验力为50N，那么这次也设置试验力为50N)。通过PLC智能控制系统继续控制测量头II 25前进，使测量头II 25的转块II 25.3与关节轴承12的内圈接触。当称重传感器II 19显示压力值为50N时，停止测量头II 25的移动。在称重传感器II 19的压力示值从2N逐渐增加至50N的过程中，通过PLC智能控制系统同时控制伺服电机12，进而控制测量头I 26后退，并且测量头I 26后退的速度略高于测量头II 25的前进速度，当称重传感器I 4显示压力值为2N或者小于2N时，停止测量头I 26的移动。当测量头II 25、测量头I 26都停止不动后，等待5分钟，读取位移传感器8的示数，并记下的数据，作为示数II，则示数II与示数I的差值即为本次试验得出的关节轴承径向游隙值。
[0042]g、将燕尾槽滑台9解锁(即:将燕尾槽滑台9处于可滑动状态)，向后滑动燕尾槽滑台9，进而带动位移传感器8后退。同时，通过PLC智能控制系统控制控制测量头支架II 13、测量头支架I 10、测量头II 25、测量头I 26后退。将关节轴承I 2从夹具系统11中取下。
[0043]h、系统断电，即完成一次测量过程。适当旋转关节轴承12内圈相对外圈一定的角度(比如5 ° )，重复上述步骤三到五次并取其平均值即为关节轴承径向游隙值。
[0044]测量过程中，由于通过PLC智能控制系统控制伺服电机(为简洁起见，本段未区分左右进给系统的各组成部件，比如伺服电机I 2与伺服电机II 21，在此统称为伺服电机)，进而通过滚珠丝杠、滑块、顶杆等控制测量头的移动，同时，根据称重传感器显示所加载荷的大小来判断测量头的停止与移动，使得本装置对测量头的位移和力能够准确地进行检测和控制，进而能够准确地进行加载和卸载，提高了整个装置的自动化程度。另外，结合利用位移传感器来检测关节轴承径向游隙，这使得本装置对关节轴承径向游隙测量的精度得到很大的提尚。
[0045]上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型并不限于以上实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种关节轴承径向游隙的测量装置，其特征在于:所述装置由进给系统、测量系统、夹具系统、控制系统和机架组成；其中:进给系统由控制系统控制；进给系统由左进给系统和右进给系统组成，左进给系统和右进给系统分别对称设置于夹具系统的两侧； 所述夹具系统的夹具座设置有通孔I，压紧片设置有通孔II，套杯设置有凸台，凸台的外径与被测关节轴承的内孔直径大小相等，且凸台、通孔I与通孔II同轴线；所述套杯通过螺钉固定安装在夹具座的上面，套杯的凸台深入关节轴承的内孔里，压紧片固定安装在关节轴承的上面，且通过螺钉将关节轴承压在套杯的凸台上； 所述左进给系统的伺服电机I固定安装在导轨I的左端，导轨I为中空结构，导轨I的底部固定安装在机架上，伺服电机I输出轴与滚珠丝杠I固定连接，且滚珠丝杠I位于导轨I的中间；滑块I活动安装在导轨I上方，滑块I的底部与滚珠丝杠I通过螺纹连接在一起，滚珠丝杠I转动可带动滑块I沿导轨I作直线运动；称重传感器I固定安装在径向称重传感器支架I上，径向称重传感器支架I固定安装在滑块I上；两个顶杆I中间均通过直线轴承I活动支撑在径向直线轴承座I上，每个顶杆I的左端均通过连接件I与称重传感器I固定连接，每个顶杆I的右端均通过测量头支架I与测量头I固定连接，测量头I位于测量头支架I中心部位； 所述测量系统的位移传感器I通过位移传感器支架固定安装在燕尾槽滑台I上，燕尾槽滑台I安装在滑台底座上，同时，滑台底座固定安装在机架上； 所述右进给系统的伺服电机II固定安装在导轨II的左端，导轨II为中空结构，导轨II的底部固定安装在机架上，伺服电机II输出轴与滚珠丝杠II固定连接，且滚珠丝杠II位于导轨II的中间；滑块II活动安装在导轨II上方，滑块II的底部与滚珠丝杠II通过螺纹连接在一起，且滚珠丝杠II转动可带动滑块II沿导轨II作直线运动；称重传感器II固定安装在径向称重传感器支架II上，径向称重传感器支架II固定安装在滑块II上；两个顶杆II中间均通过直线轴承II活动支撑在径向直线轴承座II上，每个顶杆II的左端均通过连接件II与称重传感器II固定连接，每个顶杆II的右端均通过测量头支架II与测量头II固定连接，测量头II位于测量头支架II中心部位。
2.根据权利要求1所述的关节轴承径向游隙的测量装置，其特征在于:所述测量头I由定块1、转块1、销轴I组成，转块I 一侧开有V型槽，另一侧通过销轴I与定块I铰接在一起；测量头II由定块I1、转块I1、销轴II组成，转块II 一侧开有V型槽，另一侧通过销轴II与定块II铰接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的关节轴承径向游隙的测量装置，其特征在于:所述的控制系统为PLC智能控制系统。
【专利摘要】本实用新型涉及一种关节轴承径向游隙的测量装置，所述装置由进给系统，测量系统，夹具系统和机架组成；其中，进给系统由控制系统控制；进给系统由左进给系统和右进给系统组成，左进给系统和右进给系统分别对称设置于夹具系统的两侧；测量系统包括位移传感器和燕尾槽滑台。另外，左右进给系统采用伺服电机驱动。采用该结构后，该装置在测量径向游隙过程中，不仅检测精度高，而且检测过程的自动化程度也高。
【IPC分类】G01B21-16
【公开号】CN204514302
【申请号】CN201520168999
【发明人】齐效文, 王艳宇, 王佳璐, 黄磊, 杨奎, 裴桃林, 赵元亮, 马华静
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月25日