技术领域本发明涉及一种滚动轴承旋转灵活性测量仪及其测量方法，适用于滚动轴承旋转灵活性的自动化检测及判别。
背景技术：
在轴承的加工工序中，将轴承装配完毕后，为保证轴承质量需对其各项技术参数进行测量，轴承的旋转灵活性是重要的质量指标之一，它是指轴承的滚动体与其配合的内外套圈沟道转动的灵活性，主要是滚动体与内、外圈沟道的圆度及光洁度，径向游隙配合和轴承清洁度有关。轴承转动灵活性不好特别对噪声、震动及使用寿命的影响很大。现有技术中，轴承旋转灵活性包含两种检测方式。一是采用人工检测：工人一只手拿起轴承，紧握轴承内圈，另一只手旋转轴承外圈，通过手感、轴承外圈旋转的时间，根据经验来判别轴承的旋转灵活性，以判断轴承的质量好坏；或将待测轴承放置于工作平台上，仅使外圈接触平台，在轴承内圈上放置一负荷块，负荷块的轴线与轴承轴线重合，且仅与内圈接触，人手转动负荷块，负荷块带动轴承旋转，此时通过工人的感官判断轴承外圈旋转是否灵活。这种轴承灵活性检测方法由人工进行检测，工人的劳动强度大，当工人疲劳或注意力不集中时，容易产生质量误判，且对工人的操作技能、经验等要求较高，且人工检测效率较低，人工检测不利于自动化连续生产的需要。二是采用自动测量装置检测：一般方式为模拟人工检测的过程，将轴承外圈放置在工作平台上，内圈上放置一负荷块，使用电机或高压空气带动负荷块旋转，到达一定转速后，将动力和负荷块脱离，使负荷块带动轴承自由旋转，通过传感器检测负荷块的旋转圈数，实现轴承灵活性的检测任务。改方式可以较高效、准确地检测出轴承旋转灵活性的好坏，不需人工操作，可用于自动化连续生产。然而现有灵活性检测装置存在以下问题：1、判断灵活性的标准均是以内圈转动圈数或齿轮转过的齿数为依据，这对负荷块的初始转速要求较高，因此对电机或高压空气的要求较高。因为，对同一轴承而言，初始转速不同，相同时间内内圈旋转圈数也会不同。2、由于在测量过程中负荷块需要与动力源断开，因此现有结构一般较为复杂，重心均较高，较难保证负荷块旋转过程中的稳定，对测量结果产生影响。对比文件1：轴承灵活性检测机构，申请号：201520451178.8，公开号：204944838U中的检测机构，其负荷块重量不足，负荷块不可更换，负荷重心较高，传感器是检测信号盘旋转次数来进行检测，这样的测量结果会有较大误差。
技术实现要素：
本发明提供一种滚动轴承旋转灵活性测量仪及其测量方法，降低外界因素（如电机转速、高压空气压力等）对测量结果的影响，解决负荷块重心过高导致旋转不稳定的问题，同时解决人工测量效率低下的问题。一种滚动轴承旋转灵活性测量仪，包括提升气缸、系统支架、齿轮、直线导轨、从动带轮、电机架、负荷架、主动带轮、电机、待测轴承、定位底座、系统平板、测速传感器、轴承座、负荷块和负荷头、摩擦动力轴、角接触球轴承；系统支架和定位底座固定在系统平板上，提升气缸和直线导轨固定在系统支架上，负荷架固定在直线导轨上、并与提升气缸杆相连，在负荷架上固定有电机架、电机、测速传感器和轴承座，角接触球轴承的外圈与轴承座配合、内圈与从动带轮外圈轴配合，从动带轮为中空型，从动带轮套在摩擦动力轴的外圈，摩擦动力轴的上部固定有齿轮，下部固定有负荷块及负荷头，负荷头与负荷块连接，负荷块可更换，待测轴承放置在定位底座中，测速传感器测量齿轮的瞬时转速。进一步的，从动带轮内圈设有圆锥形摩擦面，摩擦动力轴的上部外圈为一圆锥形摩擦面，摩擦动力轴与从动带轮中锥形摩擦面配合。进一步的，定位底座的上部设有定位内孔，与待测轴承的座圈配合；定位底座的下部设有导向轴，与底座中定心孔配合。一种滚动轴承旋转灵活性的测量方法，包括以下步骤：a.系统检测到定位底座中有工件时，电机旋转带动负荷块旋转，同时提升气缸下降；b.当到达设定的下限开关时，此时负荷块将要接触到待测轴承，计算机开始一直采集测速传感器的信号，同时气缸继续下降，直到气缸到达下限，此时负荷块与从动带轮脱离，负荷块带动待测轴承自由旋转；c.等待后停止电机，负荷块自由旋转后，提升气缸上升，带动负荷块脱离待测轴承；d.测速传感器测量齿轮的转速，计算机对采集的信号首先进行波形变换，转换为高低电平信号，由此计算瞬时转速，方波信号随着转速的变化而变化；根据测试时间段内瞬时转速的变化计算转速变化率，通过测试转速变化率得到待测轴承的旋转灵活性的好坏。本发明的有益效果在于提供了一种滚动轴承旋转灵活性测量仪及其测量方法，使用随负荷块旋转的齿轮和测速传感器，计算得到轴承自由转动时的瞬时转速变化率，作为判断依据，消除了负荷块初始转速变化对测量结果的影响，实现了轴承旋转灵活性的数字化测量；使用优化了的负荷机构，负荷块直接连接待测轴承，降低了重心，负荷块根据待测轴承的不同可更换不同的重量的负荷块，同时使用定位底座对轴承定心，避免负荷倾斜和偏心对测量结果的影响，使得测量结果真实可靠。附图说明图1所示为本发明滚动轴承灵活性测量仪测试状态下结构示意图。图2所示为图1待机状态下的结构示意图。图3所示为本发明中测试状态下负荷部分结构示意图。图4所示为本发明工件定位结构示意图。图5所示为本发明滚动轴承灵活性测量软件流程图。附图标记：1-提升气缸；2-系统支架；3-齿轮；4-直线导轨；5-从动带轮；6-电机架；7-负荷架；8-主动带轮；9-电机；10-待测轴承；11-定位底座；12-系统平板；13-测速传感器；14-轴承座；15-负荷块；16-负荷头；17-摩擦动力轴，18-角接触球轴承，19-传感器架，20-孔用卡簧，21-轴用卡簧；22-推力球轴承轴圈，23-钢球保持架组件，24-推力球轴承座圈。具体实施方式本发明包括定心装置、加载机构、旋转装置、转速测量机构、测量结果分析系统等。定心装置使被测量轴承处于满足测量要求的位置；加载机构为轴承提供测量标准规定的轴向载荷；旋转机构使用电机带动负荷块及轴承旋转，并提供测量所需的初始转速；转速测量机构使用接近开关和随负荷一起旋转的齿轮测量负荷的瞬时转速；测量结果分析系统是将传感器输出的信号采集到计算机，通过预处理、转速计算、曲线拟合等过程，得到反映轴承旋转灵活性的参数值。本发明结构如图1所示。包括提升气缸1、系统支架2、齿轮3、直线导轨4、从动带轮5、电机架6、负荷架7、主动带轮8、电机9、待测轴承10、定位底座11、系统平板12、测速传感器13、轴承座14、负荷块15和负荷头16、摩擦动力轴17、角接触球轴承18；系统支架2和定位底座11固定在系统平板12上，提升气缸1和直线导轨4固定在系统支架2上，负荷架7固定在直线导轨4上、并与提升气缸杆1相连，在负荷架7上固定有电机架6、电机9、测速传感器13和轴承座14，角接触球轴承18的外圈与轴承座14配合、内圈与从动带轮5外圈轴配合，从动带轮5为中空型，从动带轮5套在摩擦动力轴17的外圈，摩擦动力轴17的上部固定有齿轮3，下部固定有负荷块15及负荷头16，负荷头16与负荷块15连接，当需要更换负荷类型时仅需更换负荷头。待测轴承10放置在定位底座11中，在工作状态下，负荷头16与待测轴承10接触，带动轴承旋转测速传感器13测量齿轮的瞬时转速。从动带轮5内圈设有圆锥形摩擦面，摩擦动力轴17的上部外圈为一圆锥形摩擦面，摩擦动力轴17与从动带轮中锥形摩擦面配合。定位底座11的上部设有定位内孔，与待测轴承10的座圈配合；定位底座11的下部设有导向轴，与底座中定心孔配合。测速传感器13通过传感器架19固定在负荷架7上。角接触球轴承18的外圈与轴承座14内径之间安装孔用卡簧20，角接触球轴承18的内圈与从动带轮5的外径之间安装轴用卡簧21。该测量仪待机状态下的结构如图2所示。此时提升气缸带动负荷部分上升，脱离待测轴承。测试状态下负荷部分的内部结构如图3所示。一方面，当负荷架在提升气缸的带动下上升时，摩擦动力轴的锥形摩擦面将与从动带轮的锥形摩擦面接触，并在其带动下上升，使负荷块脱离待测轴承；另一方面，当摩擦动力轴和从动带轮的锥形摩擦面接触时，从动带轮在电机的带动下旋转，依靠锥形摩擦面的摩擦力将带动摩擦动力轴、负荷块、齿轮等旋转，为测量提供初始速度；最后一方面，当负荷块旋转的状态下负荷架下降，将使从动带轮和摩擦动力轴脱离接触，此时负荷块将带动待测轴承自由旋转，此时的转速变化即反映待测轴承的旋转灵活性。当负荷块带动待测轴承自由转动时，齿轮随着转动，齿顶和齿根经过测速传感器时，传感器输出的信号电压大小不同，据此便可以测量一定时间内转过的齿数，根据所选齿轮的总齿数即可推算出齿轮的瞬时转速，此即待测轴承自由转动的瞬时转速。待测轴承定位示意如图4所示。其中待测轴承由推力球轴承轴圈22，钢球保持架组件23，推力球轴承座圈24组成。定位底座上部设有定位内孔，与推力球轴承座圈配合，将轴承定位；定位底座下部设有导向轴，与底座中定心孔配合，实现待测轴承的定位，保证负荷块与待测轴承同轴心。工作过程：该测量仪的动作及软件分析流程如图5所示。当系统检测到定位底座中有工件时，电机旋转带动负荷块旋转，同时提升气缸下降；当到达设定的下限开关时，此时负荷块将要接触到待测轴承，计算机开始一直采集测速传感器的信号，同时气缸继续下降，直到气缸到达下限，此时负荷块与从动带轮脱离，负荷块带动待测轴承自由旋转。等待0.5秒后即可停止电机。负荷块自由旋转2秒左右的时间后，提升气缸上升，带动负荷块脱离待测轴承。此时，计算机对采集的信号首先进行波形变换，转换为高低电平信号，由此计算瞬时转速。最后根据测试时间段内瞬时转速的变化计算转速变化率，由此判断待测轴承的旋转灵活性的好坏。