轴承内外套圈圆度测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种轴承内外套圈圆度测量装置。目前在生产线上的轴承套圈圆度测量，主要依靠两点式直径测量方法，测量误差大，且依赖手工操作测量，不稳定性高；轴承的试验检测，一般依靠圆度仪，测量时间长，对操作人员要求高。本实用新型包括检测腔本体、传动带驱动机构、内径圆度测量机构、外径圆度测量机构、测量驱动机构、可回收轴承气缸和不可回收轴承气缸；内径圆度测量机构和外径圆度测量机构均包括测量步进电机、外轴筒、固定轴筒、钩爪、连接圆盘、内转轴、内空大圆盘、主动齿轮、从动齿轮、花键轴和卡爪。本实用新型不仅可以实现轴承套圈内、外径圆度的全自动化现场在线测量，而且能够实现对合格、可加工、不可加工产品的分类。
【专利说明】轴承内外套圈圆度测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测试【技术领域】，涉及轴承套圈测量装置，具体涉及一种轴承内外套圈圆度测量装置。
【背景技术】
[0002]内外套圈的圆度是轴承的重要结构参数之一，影响轴承的装配精度，产生由装配带来的预应力，改变滚动轴承游隙，进而影响轴承受载情况下的载荷分布，最终影响轴承的疲劳寿命。
[0003]目前在生产线上的轴承套圈圆度测量，主要依靠两点式直径测量方法，该方法从原理上不符合圆度的定义，仅为一种近似测量方法，所以测量误差较大，且不能表征套圈的形貌误差。同时由于依赖手工操作测量，测量的可重复性较差，不稳定性较高。在轴承的试验检测，一般依靠圆度仪作为主要测量手段，但是该方法测量时间长，对操作人员要求高，无法实现对所有轴承的精确检测，只能按轴承批次进行抽检。同时，圆度仪的成本高，价格昂贵，对操作环境和条件的要求严格，通常仅限于计量室中使用，不适用于车间现场的大批量检测，无法与生产流水线对接。因此，亟需一种能够快速检测轴承套圈内、外径圆度的自动检测装置，并能够与轴承生产线无缝对接，从而实现轴承内外套圈圆度快速准确测量，提高整条生产流水线的效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种轴承内外套圈圆度测量装置，不仅可以实现轴承套圈内、外径圆度的全自动化现场在线测量，而且能够实现对合格、可加工、不可加工产品的分类，并能与生产流水线实现无缝对接，实现单个轴承套圈快速、准确测量，提高整条生产流水线的效率。
[0005]本实用新型包括检测腔本体、传动带驱动机构、内径圆度测量机构、外径圆度测量机构、测量驱动机构、可回收轴承气缸和不可回收轴承气缸；两个测量驱动机构分别驱动内径圆度测量机构和外径圆度测量机构。
[0006]所述检测腔本体的顶部开设有测量驱动机构安置腔，中部开设有检测腔，底部开设有传动带驱动机构安置腔；所述检测腔的底部开设有环形传送带安装槽、皮带轮安装槽、可回收轴承收集口和不可回收轴承收集口 ；检测腔的顶部与测量驱动机构安置腔相通，皮带轮安装槽的底部与传动带驱动机构安置腔的顶部相通；所述可回收轴承气缸和不可回收轴承气缸均固定在检测腔底部，且可回收轴承气缸与可回收轴承收集槽相对设置，不可回收轴承气缸与不可回收轴承收集口相对设置。
[0007]所述的传动带驱动机构包括传动带步进电机、主动皮带轮、从动皮带轮、皮带、长转轴、主动轴筒、环形传送带和从动轴筒；所述的传动带步进电机固定在检测腔本体的传动带驱动机构安置腔内，传动带步进电机的输出轴与主动皮带轮固定；所述的从动皮带轮设置在皮带轮安装槽内，并与长转轴的一端固定；所述的主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带连接；所述长转轴的另一端伸入环形传送带安装槽内，并与主动轴筒固定；长转轴的两端头部分别与皮带轮安装槽及环形传送带安装槽的侧壁铰接；所述的主动轴筒通过环形传送带与从动轴筒连接；环形传送带整体设置在环形传送带安装槽内。
[0008]所述的测量驱动机构包括第一驱动步进电机、第一驱动齿轮、第一驱动齿条、第二驱动步进电机、第二驱动齿轮和第二驱动齿条；所述的第一驱动齿轮固定在第一驱动步进电机的输出轴上，并与第一驱动齿条啮合；所述的第二驱动齿轮固定在第二驱动步进电机的输出轴上，并与第二驱动齿条哨合。
[0009]所述的内径圆度测量机构和外径圆度测量机构均包括测量步进电机、外轴筒、固定轴筒、钩爪、连接圆盘、内转轴、内空大圆盘、主动齿轮、从动齿轮、花键轴和卡爪；所述测量步进电机的底座固定在固定轴筒上；所述的主动齿轮固定在测量步进电机的输出轴上，并与从动齿轮啮合；所述的从动齿轮与花键轴通过花键连接；所述花键轴的底部与内转轴的顶部固定，内转轴的底部与内空大圆盘固定；所述内空大圆盘的内部开设有空腔，空腔内安装有检测装置。所述的固定轴筒通过轴承支承在内转轴上，外轴筒空套在固定轴筒外；所述外轴筒的外壁底部沿圆周均布固定有多个凸型铰块；每个凸型铰块分别与一个连接片的一端铰接，每个连接片的另一端分别与一个钩爪的顶部铰接；每个钩爪的顶部末端分别与一个凹形铰块铰接，底部末端均固定有一个卡爪；所有凹形铰块均固定在连接圆盘上，连接圆盘设置在内空大圆盘顶部，并与固定轴筒的底部固定。
[0010]所述内径圆度测量机构和外径圆度测量机构的外轴筒分别与一个测量驱动机构的第一驱动齿条固定；所述内径圆度测量机构和外径圆度测量机构的固定轴筒分别与一个测量驱动机构的第二驱动齿条固定；所述的卡爪整体呈倒置的L形；所述内径圆度测量机构的卡爪两个臂朝外设置，水平臂的底面及竖直臂的外侧壁均固定有橡胶毡子；所述外径圆度测量机构的卡爪两个臂朝内设置，水平臂的底面及竖直臂的内侧壁均固定有橡胶毡子。
[0011]所述的检测装置包括微型直线位移传感器、探棒固定棒、测头套筒、探棒套筒和测量探棒；所述的微型直线位移传感器水平固定在内空大圆盘内部；微型直线位移传感器的测头与测头套筒的一端固定；所述测头套筒的另一端与探棒套筒固定；所述的探棒套筒与测量探棒通过滑动副连接；所述探棒固定棒的一端与测量探棒的中部通过球铰链连接，另一端与内空大圆盘固定；所述测量探棒的头部伸出内空大圆盘底部。
[0012]所述测量驱动机构安置腔的一侧开放设置，且铰接有手拉门，手拉门设有把手。
[0013]所述可回收轴承收集口和不可回收轴承收集口的两侧壁顶部均固定有挡板。
[0014]多个环形传送带输送组件支撑环形传送带；所述的环形传送带输送组件包括输送轴和输送轴筒；所述输送轴的两端分别固定在传送带安装槽的两侧壁上，所述的输送轴筒与输送轴铰接。
[0015]所述第一驱动步进电机的底座固定在第一驱动步进电机支架上，所述第二驱动步进电机的底座固定在第二驱动步进电机支架上；所述的第一驱动步进电机支架和第二驱动步进电机支架均固定在测量驱动机构安置腔底部。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]本实用新型集多功能于一体，可以实现轴承套圈内外径圆度的快速全自动化测量，可与工厂生产流水线无缝对接。本实用新型相较于传统的人工两点式测量方式和实验室测量仪的测量方式，从测量方式上实现自动测量，大大提高了检测数据的一致性和可重复性，去除了人为因素对测量结果的影响，提高了检测数据的准确性；从测量效率上实现多工位分步测量，有效提高检测效率，且能实现对合格、可加工、不可加工产品的分类，便于节约成本，能更好地贴近现代企业对轴承套圈生产的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0019]图2为图1的剖视示意图；
[0020]图3为本实用新型的俯视示意图；
[0021]图4为本实用新型中外径圆度测量机构的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型中内径圆度测量机构的结构示意图；
[0023]图6为本实用新型中检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0025]如图1、2和3所示，轴承内外套圈圆度测量装置，包括检测腔本体1、传动带驱动机构2、内径圆度测量机构3、外径圆度测量机构4、测量驱动机构5、可回收轴承气缸7和不可回收轴承气缸8 ;两个测量驱动机构5分别驱动内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4。
[0026]检测腔本体I的顶部开设有测量驱动机构安置腔1-1，中部开设有检测腔1-2，底部开设有传动带驱动机构安置腔1-3 ;检测腔1-1的底部开设有环形传送带安装槽1-4、皮带轮安装槽1-5、可回收轴承收集口 1-6和不可回收轴承收集口 1-7 ;检测腔1-2的顶部与测量驱动机构安置腔1-1相通，皮带轮安装槽1-5的底部与传动带驱动机构安置腔1-3的顶部相通；测量驱动机构安置腔1-1的一侧开放设置，且铰接有手拉门6，手拉门6设有把手6-1 ;可回收轴承气缸7和不可回收轴承气缸8均固定在检测腔1-2底部，且可回收轴承气缸7与可回收轴承收集槽1-6相对设置，不可回收轴承气缸8与不可回收轴承收集口 1-7相对设置；可回收轴承收集口 1-6和不可回收轴承收集口 1-7的两侧壁顶部均固定有挡板1-8。
[0027]传动带驱动机构2包括传动带步进电机9、主动皮带轮10、从动皮带轮11、皮带12、长转轴13、主动轴筒14、环形传送带15、从动轴筒16和环形传送带输送组件；传动带步进电机9固定在检测腔本体的传动带驱动机构安置腔1-3内，传动带步进电机9的输出轴与主动皮带轮10固定；从动皮带轮11设置在皮带轮安装槽1-5内，并与长转轴13的一端固定；主动皮带轮10与从动皮带轮11通过皮带12连接；长转轴13的另一端伸入环形传送带安装槽1-4内，并与主动轴筒14固定；长转轴13的两端头部分别与皮带轮安装槽1-5及环形传送带安装槽1-4的侧壁铰接；主动轴筒14通过环形传送带15与从动轴筒16连接；环形传送带15和十三个环形传送带输送组件整体设置在环形传送带安装槽1-4内；环形传送带输送组件包括输送轴17和输送轴筒18 ;输送轴17的两端分别固定在传送带安装槽1-4的两侧壁上，输送轴筒18与输送轴17铰接。传动带步进电机9将动力输出给主动皮带轮10，经皮带12、从动皮带轮11传给长转轴13，长转轴13带动主动轴筒14转动，从而带动环形传送带15运动；环形传送带输送组件支撑环形传送带15。
[0028]如图2、4和5所示，测量驱动机构5包括第一驱动步进电机19、第一驱动齿轮20、第一驱动齿条21、第二驱动步进电机25、第二驱动齿轮26和第二驱动齿条27 ;第一驱动步进电机19的底座固定在第一驱动步进电机支架23上；第一驱动齿轮20固定在第一驱动步进电机19的输出轴上，并与第一驱动齿条21啮合；第二驱动步进电机25的底座固定在第二驱动步进电机支架28上；第二驱动齿轮26固定在第二驱动步进电机25的输出轴上，并与第二驱动齿条27啮合；第一驱动步进电机支架23和第二驱动步进电机支架28均固定在测量驱动机构安置腔1_1底部。
[0029]内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4均包括测量步进电机24、外轴筒29、固定轴筒30、钩爪31、连接圆盘32、内转轴33、内空大圆盘34、主动齿轮35、从动齿轮36、花键轴37和卡爪42 ;测量步进电机24的底座固定在固定轴筒30上；主动齿轮35固定在测量步进电机24的输出轴上，并与从动齿轮36啮合；从动齿轮36与花键轴37通过花键连接；花键轴37的底部与内转轴33的顶部固定，内转轴33的底部与内空大圆盘34固定；内空大圆盘34的内部开设有空腔，空腔内安装有检测装置。固定轴筒30通过轴承38支承在内转轴33上，外轴筒29空套在固定轴筒30外；外轴筒29的外壁底部沿圆周均布固定有三个凸型铰块39 ;每个凸型铰块39分别与一个连接片40的一端铰接，每个连接片40的另一端分别与一个钩爪31的顶部铰接；每个钩爪31的顶部末端分别与一个凹形铰块41铰接，底部末端均固定有一个卡爪42 ;三个凹形铰块41均固定在连接圆盘32上，连接圆盘32设置在内空大圆盘34顶部，并与固定轴筒30的底部固定。
[0030]内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4的外轴筒29分别与一个测量驱动机构5的第一驱动齿条21固定；内径圆度测量机构和外径圆度测量机构的固定轴筒30分别与一个测量驱动机构5的第二驱动齿条27固定；卡爪42整体呈倒置的L形；内径圆度测量机构3的卡爪42两个臂朝外设置，水平臂的底面及竖直臂的外侧壁均固定有橡胶毡子43 ；外径圆度测量机构的卡爪42两个臂朝内设置，水平臂的底面及竖直臂的内侧壁均固定有橡胶租子43。
[0031]如图6所示，检测装置包括微型直线位移传感器44、探棒固定棒45、测头套筒46、探棒套筒47和测量探棒22 ;微型直线位移传感器44水平固定在内空大圆盘34内部；微型直线位移传感器44的测头与测头套筒46的一端固定；测头套筒46的另一端与探棒套筒47固定；探棒套筒47与测量探棒22通过滑动副连接；探棒固定棒45的一端与测量探棒22的中部通过球铰链连接，另一端与内空大圆盘34固定；测量探棒22的头部伸出内空大圆盘34底部，内径圆度测量机构3的测量探棒22头部触碰被测轴承内圈，外径圆度测量机构4的测量探棒22头部触碰被测轴承外圈；测量探棒22产生水平位移，并通过探棒套筒47、测头套筒46传给微型直线位移传感器44的测头，微型直线位移传感器44将传给计算机数据采集卡。
[0032]该轴承内外套圈圆度测量装置工作前的预备校准工作。
[0033]圆度测量前先根据被测轴承套圈内外径大小选择合适的卡爪42，保证卡爪42上的橡胶毡子43与套圈内外径圆柱面能够贴合，并选择与轴承套圈外径相同的标准套圈进行圆度标定与归零。
[0034]该轴承内外套圈圆度测量装置的圆度测量原理:
[0035]传动带步进电机9通过主动带轮10带动皮带12传动，皮带12带动从动皮带轮11转动，从动皮带轮11通过长转轴13带动主动轴筒14转动，进而带动环形传送带15的步进传动，环形传送带15将被测轴承套圈带入圆度测量区域，传动带步进电机9、第一驱动步进电机19、测量步进电机24和第二驱动步进电机25协作运转，两个第一驱动步进电机19分别驱动内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4的外轴筒29下移；内径圆度测量机构3的连接片40推动三个钩爪31相互并拢，三个卡爪42的橡胶毡子43夹紧内径检测区域内的被测轴承内圈及顶部；外径圆度测量机构4的连接片40推动三个钩爪31相互并拢，三个卡爪42的橡胶毡子43夹紧外径检测区域内的被测轴承外圈及顶部；此时，传动带步进电机9和第一驱动步进电机19停转，内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4的第二驱动步进电机25分别带动各自的第二驱动齿轮26转动，从而带动第二驱动齿条27及固定轴筒30下移，固定轴筒30带动内转轴33下移；测量步进电机24带动主动齿轮35转动，主动齿轮35带动从动齿轮36及花键轴37转动，进而带动内转轴33转动；内转轴33转动实现内空大圆盘34的步进转动；检测装置随内空大圆盘34转动；内径圆度测量机构3的测量探棒22头部在被测轴承内圈进行旋转测量，外径圆度测量机构4的测量探棒22头部在被测轴承外圈进行旋转测量，产生的位移量通过测量探棒22传递到探棒套筒47，再传递到测头套筒46上，测头套筒46推动微型直线位移传感器44的探头水平移动，从而实现被测轴承内径圆度数据的采集；计算机记录两个微型直线位移传感器44的反馈数据，换算出被测轴承套圈圆度误差。被测轴承圆度检测完毕后，两个第一驱动步进电机19分别驱动内径圆度测量机构3和外径圆度测量机构4复位，传动带步进电机9运转，被测轴承套圈继续进入回收选择区域；计算机经过数据处理，若被测轴承套圈是外径偏小或内径偏大，不可回收轴承气缸8将被测轴承套圈推入不可回收轴承收集口 1-7内；若被测轴承套圈合格，由环形传送带15继续运送至下一个流水线；否则可回收轴承气缸7将被测轴承套圈推入可回收轴承收集口 1-6内。
【权利要求】
1.轴承内外套圈圆度测量装置，包括检测腔本体、传动带驱动机构、内径圆度测量机构、外径圆度测量机构、测量驱动机构、可回收轴承气缸和不可回收轴承气缸；两个测量驱动机构分别驱动内径圆度测量机构和外径圆度测量机构，其特征在于: 所述检测腔本体的顶部开设有测量驱动机构安置腔，中部开设有检测腔，底部开设有传动带驱动机构安置腔；所述检测腔的底部开设有环形传送带安装槽、皮带轮安装槽、可回收轴承收集口和不可回收轴承收集口 ；检测腔的顶部与测量驱动机构安置腔相通，皮带轮安装槽的底部与传动带驱动机构安置腔的顶部相通；所述可回收轴承气缸和不可回收轴承气缸均固定在检测腔底部，且可回收轴承气缸与可回收轴承收集槽相对设置，不可回收轴承气缸与不可回收轴承收集口相对设置； 所述的传动带驱动机构包括传动带步进电机、主动皮带轮、从动皮带轮、皮带、长转轴、主动轴筒、环形传送带和从动轴筒；所述的传动带步进电机固定在检测腔本体的传动带驱动机构安置腔内，传动带步进电机的输出轴与主动皮带轮固定；所述的从动皮带轮设置在皮带轮安装槽内，并与长转轴的一端固定；所述的主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带连接；所述长转轴的另一端伸入环形传送带安装槽内，并与主动轴筒固定；长转轴的两端头部分别与皮带轮安装槽及环形传送带安装槽的侧壁铰接；所述的主动轴筒通过环形传送带与从动轴筒连接；环形传送带整体设置在环形传送带安装槽内； 所述的测量驱动机构包括第一驱动步进电机、第一驱动齿轮、第一驱动齿条、第二驱动步进电机、第二驱动齿轮和第二驱动齿条；所述的第一驱动齿轮固定在第一驱动步进电机的输出轴上，并与第一驱动齿条啮合；所述的第二驱动齿轮固定在第二驱动步进电机的输出轴上，并与第二驱动齿条啮合； 所述的内径圆度测量机构和外径圆度测量机构均包括测量步进电机、外轴筒、固定轴筒、钩爪、连接圆盘、内转轴、内空大圆盘、主动齿轮、从动齿轮、花键轴和卡爪；所述测量步进电机的底座固定在固定轴筒上；所述的主动齿轮固定在测量步进电机的输出轴上，并与从动齿轮啮合；所述的从动齿轮与花键轴通过花键连接；所述花键轴的底部与内转轴的顶部固定，内转轴的底部与内空大圆盘固定；所述内空大圆盘的内部开设有空腔，空腔内安装有检测装置；所述的固定轴筒通过轴承支承在内转轴上，外轴筒空套在固定轴筒外；所述外轴筒的外壁底部沿圆周均布固定有多个凸型铰块；每个凸型铰块分别与一个连接片的一端铰接，每个连接片的另一端分别与一个钩爪的顶部铰接；每个钩爪的顶部末端分别与一个凹形铰块铰接，底部末端均固定有一个卡爪；所有凹形铰块均固定在连接圆盘上，连接圆盘设置在内空大圆盘顶部，并与固定轴筒的底部固定； 所述内径圆度测量机构和外径圆度测量机构的外轴筒分别与一个测量驱动机构的第一驱动齿条固定；所述内径圆度测量机构和外径圆度测量机构的固定轴筒分别与一个测量驱动机构的第二驱动齿条固定；所述的卡爪整体呈倒置的L形；所述内径圆度测量机构的卡爪两个臂朝外设置，水平臂的底面及竖直臂的外侧壁均固定有橡胶毡子；所述外径圆度测量机构的卡爪两个臂朝内设置，水平臂的底面及竖直臂的内侧壁均固定有橡胶毡子；所述的检测装置包括微型直线位移传感器、探棒固定棒、测头套筒、探棒套筒和测量探棒；所述的微型直线位移传感器水平固定在内空大圆盘内部；微型直线位移传感器的测头与测头套筒的一端固定；所述测头套筒的另一端与探棒套筒固定；所述的探棒套筒与测量探棒通过滑动副连接；所述探棒固定棒的一端与测量探棒的中部通过球铰链连接，另一端与内空大圆盘固定；所述测量探棒的头部伸出内空大圆盘底部。
2.根据权利要求1所述的轴承内外套圈圆度测量装置，起特征在于:所述测量驱动机构安置腔的一侧开放设置，且铰接有手拉门，手拉门设有把手。
3.根据权利要求1所述的轴承内外套圈圆度测量装置，起特征在于:所述可回收轴承收集口和不可回收轴承收集口的两侧壁顶部均固定有挡板。
4.根据权利要求1所述的轴承内外套圈圆度测量装置，起特征在于:多个环形传送带输送组件支撑环形传送带；所述的环形传送带输送组件包括输送轴和输送轴筒；所述输送轴的两端分别固定在传送带安装槽的两侧壁上，所述的输送轴筒与输送轴铰接。
5.根据权利要求1所述的轴承内外套圈圆度测量装置，起特征在于:所述第一驱动步进电机的底座固定在第一驱动步进电机支架上，所述第二驱动步进电机的底座固定在第二驱动步进电机支架上；所述的第一驱动步进电机支架和第二驱动步进电机支架均固定在测量驱动机构安置腔底部。
【文档编号】G01B21/20GK203981156SQ201420329532
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】吴参, 汤天蛟, 李兴林, 倪敬 申请人:杭州电子科技大学