专利名称：用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法
技术领域：
本发明属于轴承检测技术领域，尤其涉及到一种用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法。
背景技术：
轴承含有外圈、内圈以及滚动体，通常外圈另一端面被固定而内圈一端面被定位且匀速转动，在匀速转动下对内圈一端面施加有许用轴向力Fa，在许用轴向力Fa以及滚动体的限位下匀速转动的内圈另一端面相对外圈另一端面就会产生一个轴向位移，将该轴向位移的算术平均值称其之轴承轴向凸出量，轴向凸出量的大小影响着轴承的旋转精度，轴向凸出量较大时导致轴承会被卡死并产生严重磨损，轴向凸出量较小时内圈在匀速转动时会产生轴向窜位，轴向窜位导致轴承的旋转精度降低。因此轴承在具体使用时对内圈一端面施加的实际轴向载荷必须严格控制在Fa内，即便如此，出厂前也要在匀速转动下通过许用轴向力Fa来检测轴承轴向凸出量是否符合设计要求。目前采用凸出量测量仪来检测轴承的轴向凸出量，该凸出量测量仪存在如下问题:
一、通过气压缸或是液压缸来对内圈一端面施加轴向力，该轴向力不能直观被读出且是否符合许用轴向力Fa，影响到轴承轴向凸出量检测的准确性；
二、通过手动转动芯轴来驱动内圈转动，手动旋转芯轴的速度不是匀速转动状态，且手动旋转芯轴的稳定性较差，也影响到轴承轴向凸出量检测的准确性。将匀速转动及轴向力合二为一用来检测轴承轴向凸出量的控制方法至今未见相关报道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，该控制方法通过一套检测装置可以实现轴承的匀速转动，并在匀速转动下对内圈施加可以监控的轴向力，提高了轴承轴向凸出量检测的精度，控制方法简单、实用。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
所述用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，轴承轴向凸出量表示:当外圈另一端面被固定而内圈一端面被定位且勻速转动，在勻速转动下对内圈一端面施加有许用轴向力Fa，在许用轴向力Fa以及滚动体的限位下匀速转动的内圈另一端面相对外圈另一端面就会产生一个轴向位移，该轴向位移的算术平均值称之为轴承轴向凸出量；控制方法涉及到一套检测装置，所述检测装置含有气缸或液压缸、轴承、蜗轮、蜗杆、无刷电机、控制器、计算机、显示器、芯轴、压力传感器、主轴、滑键以及推杆，本发明的控制方法如下:
气缸或液压缸的推杆上联接法兰套，所述法兰套内通过内螺母固定轴承，轴承通过外螺母固定主轴的一端，主轴的另一端多边形内孔中套接有芯轴，主轴的另一端与芯轴之间配置压力传感器，在主轴的中间段上配置滑键，通过滑键在主轴的中间段上安装有蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆与无刷电机联接，压力传感器的引线和气缸或液压缸的控制引线分别与计算机联接，无刷电机经控制器联接后再与计算机联接，计算机与显示器联接；
将被测轴承安装在芯轴上并使被测轴承的内圈一端面紧靠在芯轴的台阶端，被测轴承的外圈通过固定座固定且所述固定座顶在外圈另一端面，所述固定座的中心轴线与芯轴以及主轴的中心轴线平行且重合；当计算机通过指令给控制器启动无刷电机时，无刷电机通过蜗杆和蜗轮驱动主轴和芯轴转动，通过计算机监控能够实现无刷电机达到匀速状态并使主轴和芯轴也达到匀速状态，在所述匀速状态下计算机再通过指令控制气缸或液压缸的推杆向右运动，推杆向右运动使主轴和芯轴也向右运动，主轴在向右运动的过程中通过滑键使蜗轮和蜗杆的相对位置不发生改变，推杆向右运动会通过主轴作用在压力传感器上，压力传感器产生的轴向压力信号即时通过所述引线反馈到计算机中，计算机通过预先设置的程序将所述轴向压力信号转换为即时轴向力，所述即时轴向力与计算机储存的被测轴承许用轴向力Fa进行比对，所述即时轴向力不能>被测轴承许用轴向力Fa，否则被测轴承将被损坏，当所述即时轴向力小于被测轴承许用轴向力Fa时通过计算机逐渐增大推杆向右运动的推力，直至所述即时轴向力等于被测轴承许用轴向力Fa时就能检测出被测轴承轴向凸出量，无刷电机达到匀速状态的转速以及所述即时轴向力的测定值通过计算机反馈给显示器进行即时显示。上述所述法兰套内固定的轴承或是四点接触球轴承，或是配对角接触球轴承，或是配对圆锥滚子轴承。由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果:
1、本发明的控制方法通过一套检测装置可以实现被测轴承的匀速转动，并在匀速转动下对被测轴承的内圈施加可以监控的轴向力，提高了被测轴承轴向凸出量的检测精度，控制方法具有简单、实用之特点。2、本发明的检测装置既可以实现匀速转动，又可以实现施加轴向力，这对实现被测轴承检测轴向凸出量是非常重要的，彻底解决了背景技术所存在的问题，其作用是显而易见的，有效提高了被测轴承轴向凸出量的检测精度。3、主轴的转动依靠滑键所联接的蜗轮一蜗杆一无刷电机来实现，而主轴的匀速转动则依靠计算机所设定的程序来控制无刷电机来实现。
图1是本发明的控制方法示意简 图1中:1_气缸或液压缸；2-轴承；3-蜗轮；4-蜗杆；5_无刷电机；6_控制器；7-计算机；8_显示器；9_被测轴承；10_芯轴；11-压力传感器；12_主轴；13_滑键；14-推杆。
具体实施例方式本发明是一种用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，本发明的控制方法通过一套检测装置可以实现被测轴承的匀速转动，并在匀速转动下对被测轴承的内圈施加可以监控的轴向力，提高了被测轴承轴向凸出量的检测精度，控制方法具有简单、实用之特点。轴承的轴向凸出量表示:当外圈另一端面被固定而内圈一端面被定位且匀速转动，结合图1而言所述另一端面是指外圈以及内圈的右端面，而所述一端面是指外圈以及内圈的左端面，以下相同。在匀速转动下对内圈一端面施加有许用轴向力Fa，在许用轴向力Fa以及滚动体的限位下匀速转动的内圈另一端面相对外圈另一端面就会产生一个轴向位移，该轴向位移的算术平均值称之为轴承轴向凸出量。本发明不研究被测轴承的轴向凸出量如何检测，因为轴承轴向凸出量的检测已是本领域所公知的，本发明只研究如何实现被测轴承的匀速转动和在匀速转动下如何对被测轴承施加等于许用轴向力Fa的即时轴向力控制方法，被测轴承9的许用轴向力Fa已在计算机7中储存备用。通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。结合图1，本发明的控制方法涉及到一套检测装置，所述检测装置含有气缸或液压缸1、轴承2、蜗轮3、蜗杆4、无刷电机5、控制器6、计算机7、显示器8、芯轴10、压力传感器
11、主轴12、滑键13以及推杆14。在所述检测装置中:
气缸或液压缸I的推杆14上联接法兰套，所述法兰套内通过内螺母固定轴承2，轴承
2通过外螺母固定主轴12的一端，主轴12的另一端多边形内孔中套接有芯轴10，结合图1主轴的左端称为所述一端而其右端称为所述另一端，所述多边形内孔以正四方内孔为主，主轴12的另一端与芯轴10之间配置压力传感器11，在主轴12的中间段上配置滑键13，通过滑键13在主轴12的中间段上安装有蜗轮3，蜗轮3与蜗杆4啮合，蜗杆4与无刷电机5联接，压力传感器11的引线和气缸或液压缸I的控制引线分别与计算机7联接，无刷电机5经控制器6联接后再与计算机7联接，计算机7与显示器8联接。上述是所述检测装置的基本配置状况，可以明显看出:
主轴12的转动依靠滑键13所联接的蜗轮3 —蜗杆4 —无刷电机5来实现，而主轴12的匀速转动则依靠计算机7所设定的程序来控制无刷电机5。气缸或液压缸I的推杆14可以实现主轴12 —芯轴10按其轴线方法左右移动并对被测轴承9施加轴向力，对被测轴承9施加的轴向力大小可以通过压力传感器11反馈到计算机7中进行比对，当主轴12匀速转动时，通过滑键13可以实现主轴12的左右移动，主轴12在左右移动过程中并不影响蜗轮3的匀速转动，也不改变蜗轮3 —蜗杆4 —无刷电机5的相对位置，所以所述检测装置既可以实现匀速转动，又可以实现施加轴向力，这对实现被测轴承9检测轴向凸出量是非常重要的，彻底解决了背景技术所存在的问题，其作用是显而易见的，有效提高了被测轴承9轴向凸出量的检测精度。上述所述法兰套内固定的轴承2或是四点接触球轴承,或是配对角接触球轴承，或是配对圆锥滚子轴承，这些轴承可同时承受径向力和双向轴向力，并可实现主轴12匀速旋转时气缸或液压缸I的推杆14不转动。计算机7的数据处理程序也可采用PLC进行数据处理，根据本发明的控制方法来设置计算机7的数据处理程序对本领域普通技术人员并非难事。将被测轴承9安装在芯轴10上并使被测轴承9的内圈一端面紧靠在芯轴的台阶端，被测轴承9的外圈通过固定座固定且所述固定座顶在外圈另一端面，所述固定座的中心轴线与芯轴10以及主轴12的中心轴线平行且重合，这也说明被固定的气缸或液压缸I中心轴线与所述固定座的中心轴线也要平行且重合。当计算机7通过指令给控制器6启动无刷电机5时，无刷电机5通过蜗杆4和蜗轮3驱动主轴12和芯轴10转动，通过计算机7监控能够实现无刷电机5达到匀速状态并使主轴12和芯轴10也达到匀速状态，在所述匀速状态下计算机7再通过指令控制气缸或液压缸I的推杆14向右运动，推杆14向右运动使主轴12和芯轴10也向右运动，主轴12在向右运动的过程中通过滑键13使蜗轮3和蜗杆4的相对位置不发生改变，推杆14向右运动会通过主轴12作用在压力传感器11上，压力传感器11产生的轴向压力信号即时通过所述引线反馈到计算机7中，计算机7通过预先设置的程序将所述轴向压力信号转换为即时轴向力，所述即时轴向力与计算机7储存的被测轴承9许用轴向力Fa进行比对，所述即时轴向力不能>被测轴承许用轴向力Fa，否则被测轴承9将被损坏，当所述即时轴向力小于被测轴承许用轴向力Fa时通过计算机7逐渐增大推杆14向右运动的推力，直至所述即时轴向力等于被测轴承许用轴向力Fa时就能检测出被测轴承轴向凸出量，无刷电机5达到匀速状态的转速以及所述即时轴向力的测定值通过计算机7反馈给显示器8进行即时显示，操作人员通过显示器8可以实时监控所述检测装置的工作状态并通过计算机7来修正。为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
权利要求
1.用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，轴承轴向凸出量表示:当外圈另一端面被固定而内圈一端面被定位且勻速转动，在勻速转动下对内圈一端面施加有许用轴向力Fa，在许用轴向力Fa以及滚动体的限位下匀速转动的内圈另一端面相对外圈另一端面就会产生一个轴向位移，该轴向位移的算术平均值称之为轴承轴向凸出量；控制方法涉及到一套检测装置，所述检测装置含有气缸或液压缸(I)、轴承(2)、蜗轮(3)、蜗杆(4)、无刷电机(5)、控制器(6)、计算机(7)、显示器(8)、芯轴(10)、压力传感器(11)、主轴(12)、滑键(13)以及推杆(14)，其特征是:气缸或液压缸(I)的推杆(14)上联接法兰套，所述法兰套内通过内螺母固定轴承(2)，轴承(2)通过外螺母固定主轴(12)的一端，主轴(12)的另一端多边形内孔中套接有芯轴(10)，主轴(12)的另一端与芯轴(10)之间配置压力传感器(11)，在主轴(12)的中间段上配置滑键(13)，通过滑键(13)在主轴(12)的中间段上安装有蜗轮(3)，蜗轮(3)与蜗杆(4)啮合，蜗杆(4)与无刷电机(5)联接，压力传感器(11)的引线和气缸或液压缸(I)的控制引线分别与计算机(7)联接，无刷电机(5)经控制器(6)联接后再与计算机(7)联接，计算机(7)与显示器(8)联接；将被测轴承(9)安装在芯轴(10)上并使被测轴承(9)的内圈一端面紧靠在芯轴(10)的台阶端，被测轴承(9)的外圈通过固定座固定且所述固定座顶在外圈另一端面，所述固定座的中心轴线与芯轴(10)以及主轴(12)的中心轴线平行且重合；当计算机(7)通过指令给控制器(6)启动无刷电机(5)时，无刷电机(5)通过蜗杆⑷和蜗轮(3)驱动主轴(12)和芯轴(10)转动，通过计算机(7)监控能够实现无刷电机(5)达到匀速状态并使主轴(12)和芯轴(10)也达到匀速状态，在所述匀速状态下计算机(X)再通过指令控制气缸或液压缸(I)的推杆(14)向右运动，推杆(14)向右运动使主轴(12)和芯轴(10)也向右运动，主轴(12)在向右运动的过程中通过滑键(13)使蜗轮(3)和蜗杆(4)的相对位置不发生改变，推杆(14)向右运动会通过主轴(12)作用在压力传感器(11)上，压力传感器(11)产生的轴向压力信号即时通过所述引线反馈到计算机(7)中，计算机(7)通过预先设置的程序将所述轴向压力信号转换为即时轴向力，所述即时轴向力与计算机⑵储存的被测轴承(9)许用轴向力Fa进行比对，所述即时轴向力不能>被测轴承许用轴向力Fa，否则被测轴承(9)将被损坏，当所述即时轴向力小于被测轴承许用轴向力Fa时通过计算机(7)逐渐增大推杆向右运动的推力，直至所述即时轴向力等于被测轴承(9)许用轴向力Fa时就能检测出被测轴承(9)轴向凸出量，无刷电机(5)达到匀速状态的转速以及所述即时轴向力的测定值通过计算机(7)反馈给显示器(8)进行即时显示。
2.根据权利要求1所述用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，其特征是:所述法兰套内固定的轴承(2)或是四点接触球轴承，或是配对角接触球轴承，或是配对圆锥滚子轴承。
全文摘要
用于轴承轴向凸出量检测的匀速转动及轴向力控制方法，将被测轴承(9)安装在芯轴(10)上，计算机(7)指令给控制器(6)启动无刷电机(5)实现蜗杆(4)、蜗轮(3、主轴(12)以及芯轴(10)匀速转动，再通过计算机指令气缸或液压缸(1)的推杆(14)向右运动并通过主轴作用在压力传感器(11)上，压力传感器产生的轴向压力信号即时反馈到计算机中被测轴承许用轴向力Fa进行比对，直至等于被测轴承许用轴向力Fa时就能检测出被测轴承轴向凸出量，本发明既可以实现匀速转动又可以施加轴向力，这对实现被测轴承检测轴向凸出量是非常重要的，所产生的效果是显而易见的，有效提高了被测轴承轴向凸出量的检测精度。
文档编号G01B21/02GK103206936SQ20131007966
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者范雨晴, 马莹, 张伟 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司