快速检测关节轴承间隙的方法与流程

本发明涉及一种机械加工中测量关节轴承在安装于零件后0.0mm～1.0mm的径向间隙、轴向间隙的测量问题的快速测量方法。

背景技术：

随着机械工业的快速发展，关节轴承已经广泛的应用于航空航天、精密加工、汽车制造等国民经济几大支柱产业，例如飞机减震器中的尾接杆中、火箭支承架等为了实现安装方便，在工作中能够自动适应小角度的变化，都大量使用关节轴承。通用关节轴承属于非液体摩擦滑动轴承(摩擦系数μ0.05)，其工作寿命反比于相对滑动速度v和接触应力p，只适用于低速摆动场合(n≤30次/分)，当工作转速上升时，将会导致滑动表面急剧磨损，轴承温度急剧上升，致使轴承快速失效。滚动轴承除了要保证径向间隙以外，还应该保证轴向间隙。检测轴向间隙时，将轴移至一个极端位置，然后用塞尺或百分表测量轴从一个极端位置至另一个极端位置的窜动量即轴向间隙。关节轴承在安装于零件后及使用、维修中的径向间隙、轴向间隙的测量的快速测量都是关键的技术问题，对使用、维修中的径向间隙、轴向间隙的控制将直接影响仪产品性能，因此，必须对使用中、维修后的关节轴承径向间隙、轴向间隙进行高效而精密的测量。然而，生产、使用、维修中，关节轴承安装于零件后的径向间隙、轴向间隙测量问题很难解决，0.0mm～1.0mm的测量精度要求极高。

关节轴承未安装于工件时，关节轴承可以通过专用仪器进行径向间隙、轴向间隙的测量，但是关节轴承是通过过盈配合并施加一定的锁紧力装配零件中，在关节轴承安装于零件后的径向间隙、轴向间隙随着过盈量及锁紧力的大小会发生变化，在安装于零件后、使用中、维修后的径向间隙、轴向间隙的测量的快速测量问题，是长度测量中的关键技术和难点之一。现有技术通常是采用单个轴承加载荷块，然后用千分表测量轴承内外套圈端面的差值或凭手感判断内外隔圈松紧程度。但是由于种种原因，容易产生误差。若在总装完成后出现问题，需重新拆卸、测量、安装，费工费时。关节轴承内、外圈的工作滑动表面均为少半球面，外圈与内圈可以相互摆动，常用的高度测量仪无法对该参数进行测量。原有的检测手段主要有两种：第一种是采用芯轴法测量，该检验方法有四个缺陷：

(1)每种型号需配备一根与轴圈内径尺寸一致的芯轴；

(2)芯轴与轴圈是间隙配合，间隙太大，测量值误差大；间隙太小，不容易装、卸出芯轴，测量困难；

(3)检测大型号且批量大的产品，在装、卸出芯轴过程中对检验人员的体力要求较高，劳动强度大，且稍有不慎可能压伤手指；

(4)每套次测量要重复装、卸出芯轴，检测效率低。

第二种用千分尺测量法，用两把千分尺在产品的对称位置进行测量，测量时需反复调整千分尺的测量值，直至两把千分尺的测量值一致后，此时的测量值即为装配高度。该种检验方法缺陷是：

(1)两把千分尺得多次调整才能得到测量值，测量繁琐，效率低，不适合批量测量；

(2)需要一定的测量技能，才能得到准确的测量值。以上两种测量方法的缺陷主要是为了在测量中克服外圈与内圈可以相互摆动而造成的，所以如何在测量中快速保证两测量基准面相互平行这个测量难点成为设计的重点及核心。

在机械装配中，关节轴承与动轴的配合间隙必须合适，才能使关节轴承的使用寿命更长久。关节轴承在承受径向载荷的同时，可能要承受一定的轴向载荷。在承受径向载荷时，支撑轴和轴承座孔必须提供关节轴承可靠和均匀的支撑，才能使关节轴承满负荷运转。在实际使用中，关节轴承的主要失效形式是磨损，由于磨损使轴承内部的游隙明显加大，从而引起轴承支撑部位的振动和噪声增加，使机械的运行状态变差，常导致轴承不能正常工作，使轴承在疲劳损坏前发生破坏。因此关节轴承的随动杆与导向套的配合间隙不得大于0.6mm超过时更换。装在导向套上的关节轴承球面径向磨耗量超过0.5mm时应更换。关节轴承两端的孔用、轴用弹性挡圈应弹性良好无裂纹。随动杆下端与压头或滚轮连接的夹紧销、紧定螺钉应良好压头底部或滚轮磨耗不得超过限度要求滚轮销、孔间的配合间隙超过12mm时应更换压紧拉簧折断、塑性变形、锈蚀严重时应更换。关节轴承在发生大负荷、低速和润滑不充分的情况下，很容易产生高摩擦和严重磨损，所以关节轴承的寿命主要是其摩擦与磨损寿命。而摩擦、磨损现象是十分复杂的，要准确计算这种寿命是十分困难的。通常关节轴承安装于零件后的径向间隙、轴向间隙测量的检测一般采用下列方法。

1、赛尺检测法，滚动轴承常用类型：轧机轴承、关节轴承、转盘轴承、带座外球面轴承、推力球轴承、单向轴承、满装滚子轴承、推力滚子轴承、直线运动轴承。对于直径较大的轴承，间隙较大，用较窄的塞尺直接检测。对于直径较小的轴承，间隙较小，不便用塞尺测量，但轴承的侧隙，必须用厚度适当的塞尺测量。

2、压铅检测法。用压铅法检测滚动轴承间隙较用塞尺检测准确，但较费事。检测所用的铝丝应当柔软，直径不宜太大或太小，最理想的直径为间隙的1.5～2倍，实际工作中通常用软铅丝进行检测。检测时，先把轴承盖打开，选用适当直径的铅丝，将其截成15～40毫米长的小段，放在轴颈上及上下轴承分界面处，盖上轴承盖，按规定扭矩拧紧固定螺栓，然后在拧松螺栓，取下轴承盖，用千分尺检测压扁的铅丝厚度，求出轴承顶间隙的平均值。若顶隙太小，可在上、下瓦结合面上加垫。若太大，则减垫、刮研或重新浇瓦。

3、调整轴瓦紧力测量方法。为了防止轴瓦在工作过程中可能发生的转动和轴向移动，除了配合过盈和止动零件外，轴瓦压紧轴承盖来测量，方法与测顶隙方法一样，测出软铅丝厚度，计算出轴瓦紧力(用轴瓦压缩后的弹性变形量来表示)，轴瓦压紧力控制量0.02～0.04毫米。压紧力不符合标准，用增减轴承与轴承座接合面处的垫片厚度的方法来调整，瓦背不许加垫。上述方法的不足之处在于，工序多，测量过程繁琐，测量效率低。必须借助人工操作测量装置的移动才能完成径向间隙、轴向间隙的测量，操作不便、测量径向间隙、轴向间隙过程中，自动化程度不高，测量误差较大、径向间隙、轴向间隙检测的精度也不高。

技术实现要素：

本发明目的是针对现有技术存在不足之处，提供一种结构简单、易于操作，测量精度高，检测效率高的快速检测关节轴承间隙的方法，以解决生产、使用、维修关节轴承安装于零件后的径向间隙、轴向间隙测量难的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种快速检测关节轴承间隙的方法，具有如下技术特征：制备一个固定在底座平台6上的定位工作台4，固定在定位工作台4矩形槽中的对中定位块，指示被测工件10的径向间隙指示器9和轴向间隙指示器11；在所述矩形槽的前端固定一个紧贴前端定位块16的径向对中v型块7和相对径向对中v型块7的轴向压紧对中v型块3，以形成相向对称的v形定位孔槽；径向对中v型块7背端与前端定位块16之间设有垂直定位工作台4的径向施力螺杆8，底座平台6的纵向厚度方向制有连接上述轴向径向对中v型块7和/或压紧对中v型块3的轴向施力螺杆5；径向对中v型块7和轴向压紧对中v型块3分别通过定位工作台4向下连接纵向装配在底座6平台螺孔中的轴向施力螺杆5，关节轴承内圈12端面孔通过可换芯轴1上的压紧螺母2将被测工件10固定在定位工作台4上，轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8分别带动其下相连的轴向偏心凸轮14和径向偏心凸轮15；轴向偏心凸轮14、径向偏心凸轮15在轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8转动下，轴向偏心凸轮14水平旋转移动，径向偏心凸轮15产生上、下旋转运动，驱动定位工作台4产生上、下及前后移动，设置在前端定位块16水平面的径向间隙指示器9和设置在关节轴承内圈12上方的轴向间隙指示器11得出被测工件10轴、径向间隙的测量结果。

本发明相比于现有技术具有如下效果，结构简单，易于操作，测量效率高。本发明采用径向对中v型块7固定在矩形槽的前端，并紧贴前端定位块16，轴向压紧对中v型块3设置在所述矩形槽的后方形成相向对称的v形定位孔槽，通过v形定位孔槽制有连接底座6平台的螺孔，前端定位块16与径向对中v型块7背端之间的底座平台6上设有连接径向施力螺杆8的螺孔，底座平台6的纵向厚度方向制有连接上述轴向径向对中v型块7和/或压紧对中v型块3的轴向施力螺杆5组成测量关节轴承间隙的检测装置，结构简单，适应性强、易于操作，使用方便。通过两个偏心凸轮使得和工作台可上下、左右移动，保证了被测件有一个特定和正确的测量行程。而且使用了可换芯轴，这样一来，可以测量不同内孔的关节轴承，而压紧v型块又可适应不同的被测工件的外形，通过指示表直观的得出测量结果，这使径向间隙、轴向间隙测量变得非常直观、仪器以直接测量方式工作，测量时不需要用标准件比对，一次性完成对轴承径向间隙、轴向间隙、轴向游隙测量。

测量精度高。本发明针对关节轴承径向间隙、轴向间隙难问题，采用关节轴承内圈端面定位方式，关节轴承的外圈浮动的采用偏心法测量，可随着工作台移动的两个偏心凸轮带动工作台移动，使关节轴承在要求的测量力下移动。通过施力螺杆调整工件的x、y方向的移动，用偏心法结合工作移动，不会损害被测工件，可以在测量0～1mm的径向间隙、轴向间隙，重复精度≤1μm，测量精度大幅提高。克服了现有技术必须借助人工操作移动测量才能完成径向间隙、轴向间隙的测量，操作不便、自动化程度不高，测量径向间隙、轴向间隙过程中，测量误差较大、径向间隙、轴向间隙检测的精度不高的缺陷。

检测效率高。本发明采用关节轴承内圈12端面定位方式，通过可换芯轴1、压紧螺母2将被测10固定在定位工作台4上。分别给轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8施加测量要求的测量力，轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8又分别带动轴向偏心凸轮14、径向偏心凸轮15，实现定位工作台4上下及前后移动，由径向间隙指示器9、轴向间隙指示器11得出测量结果。采用偏心法测量关节轴承，利用偏心法进行测量的可降低检验人员的劳动强度，提高工作效率，降低劳动强度，检测效率比较现场生产实际应用的现有技术检测方法检测效率。

本发明采用千分表作为指示，测量范围是0mm～1mm，分度刻度为0.001mm。

附图说明

图1是本发明快速检测关节轴承间隙的方法的主体构造示意图。

图2是图1的局部剖视图。

图中：1.可换芯轴，2.压紧螺母，3.轴向压紧对中v型块，4.定位工作台，5.轴向施力螺杆，6.底座平台，7.径向对中v型块，8.径向施力螺杆，9.径向间隙指示器，10.被测工件，11.轴向间隙指示器，12.关节轴承内圈，13.关节轴承外圈，14.轴向偏心凸轮，15.径向偏心凸轮，16前端定位块。

具体实施方式

参阅图1、2。根据本发明，制备一个固定在底座平台6上的定位工作台4，固定在定位工作台4矩形槽中的对中定位块，指示被测工件10的径向间隙指示器9和轴向间隙指示器11；在所述矩形槽的前端固定一个紧贴前端定位块16的径向对中v型块7和相对径向对中v型块7的轴向压紧对中v型块3，以形成相向对称的v形定位孔槽；径向对中v型块7背端与前端定位块16之间设有垂直定位工作台4的径向施力螺杆8，底座平台6的纵向厚度方向制有连接上述轴向径向对中v型块7和/或压紧对中v型块3的轴向施力螺杆5；径向对中v型块7和轴向压紧对中v型块3分别通过定位工作台4向下连接纵向装配在底座6平台螺孔中的轴向施力螺杆5，关节轴承内圈12端面孔通过可换芯轴1上的压紧螺母2将被测工件10固定在定位工作台4上，轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8分别带动其下相连的轴向偏心凸轮14和径向偏心凸轮15；轴向偏心凸轮14、径向偏心凸轮15在轴向施力螺杆5及径向施力螺杆8转动下，轴向偏心凸轮14水平旋转移动，径向偏心凸轮15产生上、下旋转运动，驱动定位工作台4产生上、下及前后移动，设置在前端定位块16水平面的径向间隙指示器9和设置在关节轴承内圈12上方的轴向间隙指示器11得出被测工件10轴、径向间隙的测量结果。径向施力螺杆8镙接在径向偏心凸轮15，径向偏心凸轮15耦合连接径向间隙指示器9水平触点。轴向间隙指示器11通过固定在定位工作台4一侧边上的l形支架，轴向间隙指示器11触针紧靠关节轴承外圈13球面。径向对中v型块7和轴向压紧对中v型块3底部插板垂直通过在定位工作台4相连轴向偏心凸轮14，轴向施力螺杆5水平通过定位工作台4平台，穿过径向对中v型块7和轴向压紧对中v型块3底部插板丝母控制径向对中v型块7和轴向压紧对中v型块3的纵向移动。

测量时，先将被测工件10中关节轴承内圈12组配等高的内、外隔圈以及垫圈装到v形定位孔槽，可换芯轴1插入关节轴承内圈12内孔，旋转压紧螺母2，将关节轴承内圈12端面压紧在定位工作台4上，然后通过调整轴向压紧对中v型块3和径向对中v型块7将被测工件10固定，分别由力矩扳手给轴向施力螺杆5带动径向偏心凸轮15做回转运动，径向施力螺杆8带动向偏心凸轮14做回转运动施加测量要求的测量力，实现定位工作台4上下及前后移动，作往复直线运动，就会由千分表径向间隙指示器9、轴向间隙指示器11读出得出测量结果。