专利名称：圆锥滚子万能定向器的制作方法
技术领域：
本发明属于圆锥滚子轴承装配技术领域。具体涉及ー种用于轴承制造业中圆锥滚子轴承制造或自动装配时圆锥滚子的大小头自动定向排序装置，是圆锥滚子轴承之圆锥滚子自动生产线或自动装配线必不可少的关键装置。
背景技术：
在轴承制造业中，圆锥滚子轴承占有非常重要的地位，尤其是汽车轴承，圆锥滚子轴承之圆锥滚子的制造及装配都是决定轴承质量与性能的关键エ序。目前，圆锥滚子制造中的精加工エ艺均采用自动上料机构，亦即先将滚子倒入料仓，通过自动定向机构再将滚子喂入圆锥滚子磨床；圆锥滚子轴承的装配目前大多数厂家仍然采用人工装配，即手エ将滚子一个个小头朝下装入保持架空格中再人工装入内套，再将保持器整形，最后装外 套；少数厂家实现了圆锥滚子轴承的自动装配。目前圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工或自动装配大多采用滚棒式滚子自动定向排序，即采用ー对圆形滚棒，由电机驱动经皮带或齿轮传动，使两滚棒相向同步转动，滚子落入两滚棒的缝隙后，因滚棒间缝隙略小于圆锥滚子的大头尺寸，通过滚棒对滚子产生的摩擦将滚子带起，滚子在重力作用下小头朝下落入两滚棒缝隙内，因滚棒不停转动，而使滚子带起与下落不断进行，而两滚棒的安装存在两端的高度差，从而使滚子在交替的上升与下落时能沿着滚棒缝隙从滚棒的高端流向低端，最后按顺序落入滚子加工磨床或滚子装配机之类的装置，从而实现圆锥滚子加工或装配的自动化。很显然，这种滚棒式定向排序装置的体积较大，制造成本偏高，生产效率低，更换产品后调整困难，同时，因滚棒对滚子的反复挤压会对滚子表面产生损伤，若滚棒的转速过快，还会造成滚子从滚棒间溢出，或者因滚子在滚棒间的堆积和堵塞而使滚棒失去定向排序的功能，从而使整条自动线不能正常工作。该方案里已应用多年，但因无更好的替代方案而仍被众多厂家沿用至今。这种装置存在体积大、成本高、效率低，寿命短，可靠性差，而且对滚子表面有损伤，在自动装配时还会出现滚子倒装和漏装；如果采用人工装配，需大量人手，效率低下，而且难免有滚子倒装和漏装，严重制约了轴承制造的成本和质量，影响了国产轴承的市场竞争力。通过专利检索可知，在已有圆锥滚子轴承之滚子生产或装配专利中，未能发现类似圆锥滚子自动定向排序装置。现有圆锥滚子轴承的滚棒式自动装配，必须要求圆锥滚子采用防锈油防腐以保证滚子的充分润滑，若对滚子采用水性防腐，则滚棒式定向排序则会对滚子表面产生严重挤伤。现有圆锥滚子轴承的人工装配，效率及装配成本均不理想，而且常会出现倒装和漏装滚子。现有圆锥滚子轴承之圆锥滚子加工与自动装配滚棒式定向排序エ艺的优点是传统技术，相对成熟，操作习惯，容易保养；缺点是效率低，成本高，体积大，占地面积大，可靠性差，更换产品困难。
发明内容
本发明的目的就是针对目前圆锥滚子轴承制造业中存在的上述诸多问题以及为了满足自动化生产及市场竞争的需要，提供一种全新的用于圆锥滚子轴承之滚子加工或自动化装配的圆锥滚子自动高效定向排序的圆锥滚子万能定向器。要实现圆锥滚子加工的自动上料，必须先将圆锥滚子定向排序，S卩小头朝前，然后再将滚子通过柔性管道一个个连续地喂入滚子磨床夹具中，再由磨床完成对滚子的磨削加工；要实现圆锥滚子轴承的自动装配，必须先固定保持架，再将圆锥滚子自动定向排序后喂入滚子装配机或接入人工半自动装配装置，再将滚子装入固定好的保持架窗格内，然后再紧帖滚子内壁装入轴承内套，再经检验与清洗，再装入轴承外套，再经检验，最后完成包装；若需实现加工的全自动，还需有自动上料机构，一般采用振动盘或其它上料机构可将滚子源源不断地送入圆锥滚子定向器，再通过柔性管将滚子导入磨床夹具；圆锥滚子轴承装配的全自动还需有滚子自动装配机并通过柔性管与滚子定向器联结。本发明的技术解决方案是ー种圆锥滚子万能定向器，其特征是包括安装底板 及固定在该安装底板上的驱动电机、电机调速器、进料管、导向轮、皮带传送装置和出料管；其中，进料管通过进料管夹、光轴及光轴支架固定在安装底板的一端；导向轮由两个相向的导向轮片和其之间的挡圈构成，通过导向轮转轴及转轴支架固定在进料管的出口端；皮带传送装置由成对主动皮带轮、成对从动皮带轮及成对传送带构成，通过主动皮带轮转轴、转轴支架、从动皮带轮固定轴及固定轴支架固定在导向轮与出料管之间；出料管通过出料管夹、光轴及光轴支架固定在安装底板的另一端；驱动电机通过皮带传动与导向轮转轴连接，导向轮转轴通过皮带传动与主动皮带轮转轴连接。本发明技术解决方案中所述的安装底板上装有联结支架。本发明技术解决方案中所述的导向轮中两个相向的导向轮片内侧边缘倒光滑圆角。本发明技术解决方案中所述的导向轮为两组导向轮，由四个导向轮片、两个挡圈构成；进料管、进料管夹、出料管、出料管夹、皮带传送装置均为与两组导向轮对应配合的两组。本发明技术解决方案中所述的导向轮外设有位置沿导向轮径向可调的挡料板。本发明技术解决方案中所述的安装底板上设有防护罩。本发明技术解决方案中所述的传送带为圆皮帯。本发明技术解决方案中所述的出料管夹及进料管夹与光轴联结处均为非整圆哈弗结构。本发明的核心是巧妙利用摩擦与重力。首先，因圆锥滚子轴承之滚子锥角均为5度以下，而金属与金属之间的摩擦角一般在8度以下，而根据金属在摩擦角内具有自锁性的特性可知，此时金属间的摩擦力是很大的；其次，根据V型面的摩擦系数大于物体平面间的摩擦数，而摩擦力与摩擦系数成正比，因此，本发明采用了用两根传送带输送滚子是充分利用了两根传送带与滚子所构成的V型面摩擦力，同时，将滚子放于两圆皮带间还具有很好的稳定性；再次，因圆锥滚子的重心接近其几何体中心，当卡住滚子大头吋，因重力作用，滚子重心将朝下，因而滚子的小头将会朝下。
电机调速器可调节驱动电机的转速，进而控制导向轮的转速，导向轮转速与电机转速相等。挡圈的高度略小于圆锥滚子之大头尺寸。当圆锥滚子从进料管内落下吋，刚好落入两对导向轮中间，因导向轮间距略小于圆锥滚子之大头尺寸，因而，当滚子落入导向轮时在重力作用下会下头朝下；圆锥滚子落入导向轮后在滚子与导向轮圆角间产生金属摩擦角而使滚子随导向轮一起转动而不产生相对滑动。当滚子随导向轮转过近90度时，滚子之小头便与两根传送带接触，同吋，两根传送带与滚子表面构成V型摩擦面，该V型摩擦力足以带走落入其上的滚子，又因传送带之线速度大于滚子随导向轮下落之水平位移速度，因而能保证滚子在与传送带接触时小头朝前运动。当滚子随皮带传动2输送至出料管管ロ吋，滚子便会小头朝前从出料管流出。根据上述方案的要求及针对前述现有圆锥滚子轴承制造及装配所存在缺陷，本发明使现有圆锥滚子轴承制造及装配的自动化得以很好实现。该发明解决了上述方案中的最关键エ序---圆锥滚子高效、可靠的自动定向排序，而且该装置无论用以圆锥滚子的制造还是圆锥滚子轴承的自动装配均可快速地任意组合，针对不同规格的圆锥滚子，该装置均具有很好的适应性，更换产品只需更换两个导轮间的挡圈便可，因此，本发明装置可称为万能通用，对现有圆锥滚子轴承制造具有革新意义。本发明可保证每班可靠装配圆锥滚子轴 承2500套以上。本发明具有满足自动化生产及市场竞争的需要，使圆锥滚子自动高效定向排序，适应范围广的特点。本发明主要用于圆锥滚子轴承之滚子加工或自动化装配中圆锥滚子的大小头自动定向排序。
图I是本发明的结构示意图。图2是本发明省去防护罩之内部结构示意图。图3是圆锥滚子轴承无外套之内组件结构示意图。
具体实施例方式如图I、图2和图3所示。防护罩01、驱动电机03、电机调速器04、进料管14、导向轮10、皮带传送装置和出料管05固定在该安装底板09上。联结支架02用以与磨床部件或圆锥滚子装配机等装置相联结。电机调速器04可调节驱动电机03的转速，进而控制导向轮10的转速，导向轮10的转速通过皮带11与驱动电机03构成第I皮带传动，导向轮10转速与电机03转速相等。导向轮10采用耐磨材料制作，共四个导向轮片，两个ー组相向而装，相向导向轮片内侧边缘倒为一定光滑圆角，两个相向的导向轮片之间用挡圈隔开，两个导向轮片的间距等于挡圈的高度尺寸，挡圈的高度略小于圆锥滚子19之大头尺寸。当圆锥滚子19从进料管14内落下吋，刚好落入两对导向轮10中间，因导向轮间距略小于圆锥滚子19之大头尺寸，因而，当圆锥滚子19落入导向轮时在重力作用下会下头朝下。圆锥滚子19落入导向轮后在滚子与导向轮圆角间产生金属摩擦角而使滚子随导向轮10 —起转动而不产生相对滑动。当滚子随导向轮转过近90度吋，圆锥滚子19之小头便与皮带传动16之两根圆皮带接触，同吋，两根圆皮带与滚子表面构成V型摩擦面，该V型摩擦力足以带走落入其上的圆锥滚子19，又因两根圆皮带之线速度大于圆锥滚子19随导向轮下落之水平位移速度，因而能保证圆锥滚子19在与两根圆皮带接触时小头朝前运动。当圆锥滚子19随两根圆皮带输送至出料管05管ロ时，滚子便会小头朝前从出料管05流出。圆锥滚子19位于轴承内套21与保持架20之间。挡料板17通过挡料板支架固定在安装底板09上，挡料板17与挡料板支架之间设有调节挡料板17伸出长度的机构，如固定槽或均匀设置的固定孔，挡料板17与导向轮10之间的距离可根据滚子19直径大小调节，挡料板17用于保证圆锥滚子19在下落时不被导向轮10之离心カ甩出。皮带传送装置由成对主动皮带轮07、成对从动皮带轮12及成对传送带构成，通过主动皮带轮转轴、转轴支架、从动皮带轮固定轴及固定轴支架固定在导向轮10与出料管05之间，主动皮带轮07及从动皮带轮12均为成对安装，安装间距可在各自安装轴上任意调整，调整间距以保证两根皮带分别靠近导向轮10内端面为准。主动皮带轮随出料带轮轴08 —起转动，从动皮带轮12与其安装轴间装有轴承， 其转动由圆皮带驱动。出料带轮轴08由皮带传动18传动，皮带传动18由导向轮10的安装轴上皮带轮传递，该传动为加速传动，提供皮带传动18所需的线速度。进料管14和出料管05分别固定于出料管夹06与进料管夹15上，管夹可于光轴13上任意位置调整并锁紧，以保证进出料管的轴心位于两导向轮10中间位置。以上所有皮带传动均为圆皮带传动，皮带张カ应在使用48小时后重新调整。出料管夹06及进料管夹15与光轴联结处均为非整圆哈弗结构，可通过锁紧与松开其上面的螺钉来实现管夹与光轴的锁紧与松开，因此进出料管05与14的位置及角度为万能可调；成对导向轮10间的距离可通过改变其间挡圈的厚度实现可调；驱动电机03的转速可通过其自带的调速器来实现该专利的工作效率可调。由以上可调装置可实现本发明的万能性。本发明导向轮10可适用于绝大部分圆锥滚子轴承，对于超大规格圆锥滚子轴承，导向轮10直径应作相应增大，同时，四个导向轮10之材料、精度、硬度应严格控制。导向轮10间距由导向轮间的挡圈决定，挡圈高度略小于圆锥滚子大头尺寸。进料管14及出料管05内径尺寸取决于圆锥滚子大头尺寸，管内径尺寸应略大于圆锥滚子大头尺寸，保证滚子在管内可自由流动。本发明若需实现无人自动化，则进出料管ロ必须与相应装置用软管或螺旋弹簧联结，软管或螺旋弹簧内径与该装置进出料管内径接近。同时，若需本发明全自动工作，还需配以金属感应器、PLC及压缩空气，以构成闭环程序控制和高可靠性。本发明适用于各种规格圆锥滚子轴承之圆锥滚子定向排序，更换产品时只需更换以下零件导向轮10间的挡圈，进料管14及出料管05。挡圈及进、出料管尺寸要求如前述。本发明的工作电压为220V，压缩空气为3. 5_7bar。本发明的使用不受温度、湿度等环境因素变化的影响。
权利要求
1.ー种圆锥滚子万能定向器，其特征在于包括安装底板(09)及固定在该安装底板(09)上的驱动电机(03)、电机调速器(04)、进料管(14)、导向轮(10)、皮带传送装置和出料管(05);其中，进料管(14)通过进料管夹(15)、光轴(13)及光轴支架固定在安装底板(09)的一端；导向轮(10)由两个相向的导向轮片和其之间的挡圈构成，通过导向轮转轴及转轴支架固定在进料管(14)的出口端；皮带传送装置由成对主动皮带轮(07)、成对从动皮带轮(12)及成对传送带构成，通过主动皮带轮转轴、转轴支架、从动皮带轮固定轴及固定轴支架固定在导向轮(10)与出料管(05)之间；出料管(05)通过出料管夹(06)、光轴及光轴支架固定在安装底板(09 )的另一端；驱动电机(03 )通过皮带传动(11)与导向轮转轴连接，导向轮转轴通过皮带传动(18)与主动皮带轮转轴连接。
2.根据权利要求I所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的安装底板(09)上装有联结支架(02)。
3.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的导向轮(10)中两个相向的导向轮片内侧边缘倒光滑圆角。
4.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的导向轮(10)为两组导向轮，由四个导向轮片、两个挡圈构成；进料管(14)、进料管夹(15)、出料管(05)、出料管夹(06)、皮带传送装置均为与两组导向轮对应配合的两组。
5.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的导向轮(10)外设有位置沿导向轮(10)径向可调的挡料板(17)。
6.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的安装底板(09)上设有防护罩(01)。
7.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在于所述的传送带为圆皮带。
8.根据权利要求I或2所述的圆锥滚子万能定向器，其特征在干所述的出料管夹(06)及进料管夹(15)与光轴联结处均为非整圆哈弗结构。
全文摘要
本发明的名称为圆锥滚子万能定向器。属于圆锥滚子轴承制造技术领域。它主要是解决现有手工装配所存在的效率低及滚子倒装和漏装的问题。它的主要特征是包括安装底板、驱动电机、电机调速器、进料管、导向轮、皮带传送装置和出料管；进料管通过进料管夹固定；导向轮由两个相向的导向轮片和其之间的挡圈构成；皮带传送装置由成对主动皮带轮、成对从动皮带轮及成对传送带构成；出料管通过出料管夹固定；驱动电机通过皮带传动与导向轮转轴连接，导向轮转轴通过皮带传动与主动皮带轮转轴连接。本发明具有使圆锥滚子自动高效定向排序，适应范围广的特点，主要用于圆锥滚子轴承之滚子加工或自动化装配中圆锥滚子的大小头自动定向排序。
文档编号B65G47/26GK102849445SQ201110183750
公开日2013年1月2日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者任顺盔 申请人:襄阳汽车轴承股份有限公司