一种水泵轴承振动测量仪及测量方法与流程

本发明涉及一种测量轴类结构轴承，特别是用于水泵轴承振动测量仪及测量方法。

背景技术：

由于水泵轴承本身结构特殊，再加上客户过去对水泵轴承没有振动检测要求，所以生产水泵轴承的厂家很少对水泵轴承进行振动检测。但随着轴承生产技术的飞速发展，客户对水泵轴承的质量和噪音的要求越来越严格，尤其最近三、四年，几乎所有使用水泵轴承的客户对生产水泵轴承厂都提出了振动检测的要求。目前对水泵轴承的检测，都是采用传统芯轴结构(见附图4)，将水泵轴承轴的小端插入芯轴中，同时对水泵轴承轴小端(左沟道)及径向施加一定的载荷力，来测量水泵轴承的综合振动结果。这种测量方法的弊端很多，当测出水泵轴承有故障时，无法确定是水泵轴承左沟道故障还是水泵轴承柱端故障(径向加载是为了测量水泵轴承柱端是否有故障)，同时存在漏检现象，即水泵轴承右沟道如果有故障，没法检出。最重要的弊端是由于水泵轴承轴端面是毛坯面，靠毛坯面定位测量，无论是测量结果还是测量数据的稳定性都不理想，而且还不能保证芯轴与水泵轴承轴之间在旋转时不打滑，如果出现打滑现象，势必导致水泵轴承轴转速降低，测量结果不可靠。

技术实现要素：

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种水泵轴承振动测量仪及测量方法。

本发明的技术方案：

一种水泵轴承振动测量仪，包括轴向正向加力装置b、测量装置a、轴向反向加力兼卸料装置f和驱动装置e；

所述的轴向正向加力装置b包括轴向正向加力盘10、加力上缸11、气缸连接板12、轴向加力下缸13、底座14、锁紧垫15、轴向直线导轨连接板16和鼠笼17；底座14通过螺钉与锁紧垫15配合固定在大平台18上，轴向加力下缸13通过螺钉安装在底座14上；气缸连接板12为l型，其短板安装固定在轴向加力下缸13的输出端；加力上缸11固定在气缸连接板12长板的上表面；轴向正向加力盘10通过安装板固定在加力上缸11的输出端；鼠笼17固定在气缸连接板12的短板表面，鼠笼17用于支撑被测水泵轴承9，并保证被测水泵轴承9与轴向正向加力盘10同轴；被测水泵轴承9放到鼠笼17上后，轴向加力下缸13自动伸出，带动气缸连接板12伸出，进而带动加力上缸11伸出，将被测水泵轴承9的轴小端推到气动卡盘2的三个夹爪1内，气动卡盘三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的轴小端夹紧，伺服电机通过驱动装置e主轴4上的皮带轮6带动气动卡盘2旋转，从而被测水泵轴承9轴旋转，然后加力上缸11伸出，轴向正向加力盘10接触被测水泵轴承9外圈，对被测水泵轴承9施加正向轴向力；轴向直线导轨连接板16的一端与气缸连接板12连接，另一端与轴向直线导轨19的滑块部分连接；轴向直线导轨19的导轨部分固定在大平台18上，直线导轨19包含滑块和导轨二部分。

所述的驱动装置e包括夹爪1、气动卡盘2、法兰盘3、主轴4、瓦座5、皮带轮6、二通路旋转接头7和小平台8；小平台8固定在大平台18上，瓦座5固定在小平台8上；夹爪1与气动卡盘2连接，气动卡盘2通过法兰盘3与主轴4连接，主轴4过瓦座5与皮带轮6通过螺钉连接，伺服电机与皮带轮6通过v型带连接，二通路旋转接头7的旋转端与主轴4连接；当被测水泵轴承9的轴小端被推到气动卡盘2的三个夹爪1内后，气动卡盘2带动三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的小轴端夹紧；然后伺服电机旋转，带动被测水泵轴承9的轴小端旋转；二通路旋转接头7共有四个气管接口，静止不转端有二个气管接口，旋转端有二个气管接口，旋转端的二个气管接口通过气管与气动卡盘2连接并随着主轴4一起旋转，静止不转端的二个气管接口通过气管与电磁阀接口连接永远处于不转状态；

所述的测量装置a包括前后移动缸22、滑动块23、锁紧帽24、锁紧把25、大板26、传感器套筒27、传感器套筒固定座28、传感器升降缸29、调整螺钉30、前后移动直线导轨连接板31、前后移动直线导轨32、径向加力气缸33、径向加力柱34和传感器触点35；滑动块23通过锁紧帽24和锁紧把25与轴向反向加力兼卸料装置f上的测量装置底板38连接，滑动块23可前后移动调整位置；前后移动直线导轨连接板31与大板26固定连接，前后移动直线导轨32固定在前后移动直线导轨连接板31上，前后移动直线导轨32为前后移动缸22提供前后滑动的通道；前后移动缸22的本体与滑动块23连接，前后移动缸22的伸出端通过调整螺钉30与大板26连接；传感器升降缸29安装在大板26上，传感器套筒固定座28固定安装在传感器升降缸29上，传感器套筒27穿过传感器套筒固定座28并固定；传感器触点35安装在传感器套筒27底端，其保证在被测水泵轴承9的球端中心位置；径向加力气缸33安装在大板26上，径向加力气缸33上安装有径向加力柱34；当测量被测水泵轴承9的左沟道或右沟道时，前后移动缸22处于缩回状态，传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触被测水泵轴承9的外圆并施加一定的弹力，完成对被测水泵轴承9左沟道或右沟道的测量；当被测水泵轴承9的柱端时，前后移动缸22伸出，使传感器触点35位于被测水泵轴承9的柱端中心位置，传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触被测水泵轴承9的外圆并施加一定的弹力，同时径向加力气缸33带动径向加力柱34伸出，对被测水泵轴承9施加径向载荷，完成对被测水泵轴承9柱端沟道的测量；

所述的轴向反向加力兼卸料装置f包括立柱座36、立柱37、测量装置底板38、圆头螺母39、反向加力板40、反向加力兼卸料缸41、反向加力兼卸料缸固定座42、过渡连接杆43、直线导轨连接板44和直线导轨45；立柱座36与大平台18连接，立柱座36与立柱37焊接，测量装置a底板38通过圆头螺母与立柱37固定，形成轴向反向加力兼卸料装置f的支撑结构；反向加力兼卸料缸固定座42与测量装置a底板38下表面通过圆头螺母39固定安装，反向加力兼卸料缸41本体安装在反向加力兼卸料缸固定座42上，反向加力兼卸料缸41的伸出端与反向加力板40一端连接，过渡连接杆43的一端与反向加力板40的另一端连接，过渡连接杆43的另一端与直线导轨板44连接；直线导轨45的固定端与测量装置a底板38连接，直线导轨45的滑动端与直线导轨板44连接；当测量被测水泵轴承9的球端右沟道时，反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，由于此时被测水泵轴承9的小轴端被夹爪1夹住，所以反向加力板40对被测水泵轴承9的外圆施加一定的反向轴向力；当测量被测水泵轴承9的左沟道或柱端沟道时，反向加力板40都在缩回状态，当被测水泵轴承9的三个面全部测量完毕后，由于此时夹爪1已经松开，反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，将被测水泵轴承9推到初始位置，相当于起到卸轴承作用。

将被测水泵轴承9放到鼠笼17上后，按下运行按钮，轴向加力下缸13自动伸出，将被测水泵轴承9的轴小端推到气动卡盘2的三个夹爪1内，接着气动卡盘2三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的轴小端夹紧，伺服电机通过驱动装置e主轴4上的皮带轮6进而带动气动卡盘2旋转，从而带动被测水泵轴承9旋转，然后轴向加力上缸13伸出，加力盘10接触被测水泵轴承9外圈，对被测水泵轴承9施加正向轴向力，测量装置a上的传感器升降缸29伸出，带动传感器套筒27向下移动，使传感器触点35接触被测水泵轴承9外圈并施加一定的弹力，此时plc发出开始测量指令，pc机开始对被测水泵轴承9的左沟道受力状态下的测量；测量结束后，pc机发出测量完毕信号，plc接到信号后，轴向加力上缸13缩回，轴向反向加力兼卸料装置f上的反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，对被测水泵轴承9外圈施加反向轴向力，plc发出开始测量指令，pc机开始对被测水泵轴承9右沟道受力状态下的测量；测量结束后，pc机发出测量完毕信号，plc接到信号后，轴向反向加力兼卸料装置f上的反向加力兼卸料缸41缩回，测量装置a上的传感器升降缸29缩回，前后移动缸22伸出，带动传感器套筒27向前移动，使传感器触点35中心位于被测水泵轴承9圆柱滚子的中间位置，然后测量装置a上的径向加力气缸33伸出，对被测水泵轴承9外圆施加径向力，同时测量装置a上的传感器升降缸29伸出，带动传感器触点35接触被测水泵轴承9外圆，plc发出开始测量指令，pc机开始对被测水泵轴承9圆柱滚子端的测量；测量结束后，pc机发出测量完毕信号，plc接到信号后，测量装置a上的前后移动缸22缩回，传感器升降缸29带动传感器套筒27缩回，主轴4停止，气动卡盘2松开带动三个夹爪1松开被测水泵轴承9的轴小端，轴向反向加力兼卸料装置f上的反向加力气缸33伸出，轴向加力下缸13缩回，将被测水泵轴承9退回到初始位置，完成整个水泵轴承的测量。

本发明的有益效果：本发明在测量水泵轴承时，实现了测头的自动抬起、水泵轴承的自动三面测量(左沟道受力测量、右沟道受力测量、径向受力测量)。

附图说明

图1是水泵轴承振动测量整机示意图；

图2是驱动装置e示意图；

图3是正向加力装置示意图；

图4是测量装置a示意图；

图5(a)是轴向反向加力兼卸料装置f立体图；

图5(b)是轴向反向加力兼卸料装置f仰视图；

图5(c)是轴向反向加力兼卸料装置f主视图；

图中：1夹爪；2气动卡盘；3法兰盘；4主轴；5瓦座；6皮带轮；7二通路旋转接头；8小平台；9被测水泵轴承；10轴向正向加力盘；11加力上缸；12气缸连接板；13轴向加力下缸；14底座；15锁紧垫；16轴向直线导轨连接板；17鼠笼；18大平台；19轴向直线导轨；20报警器；21减震器；22前后移动缸；23滑动块；24锁紧帽；25锁紧把；26大板；27传感器套筒；28传感器套筒固定座；29传感器升降缸；30调整螺钉；31前后移动直线导轨连接板；32前后移动直线导轨；33径向加力气缸；34径向加力柱；35传感器触点；36立柱座；37立柱；38测量装置a底板；39圆头螺母；40反向加力板；41反向加力兼卸料缸；42反向加力兼卸料缸固定座；43过渡连接杆；44直线导轨连接板；45直线导轨；a采集及显示部分；b测量装置；c轴向正向加力装置；d机架部分；e驱动装置；f轴向反向加力兼卸料装置ff。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

本实施例提供了一种半自动轴类轴承振动测量仪，尤其提供了一种半自动水泵轴承振动测量仪。在此半自动水泵轴承振动测量仪的基础上，如加上上料装置、运送装置及分料装置，很容易实现全自动连线测量。

半自动水泵轴承振动测量仪主要包括：测量装置a、轴向正向加力装置b、轴向反向加力兼卸料装置ff、驱动装置e，其特征在于，按下运行按钮后，轴向轴向加力下缸13自动伸出，将被测水泵轴承9的轴小端推到气动卡盘2的三个夹爪1内，接着气动卡盘三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的轴小端夹紧，伺服电机通过驱动装置e主轴4上的皮带轮6带动气动卡盘2旋转，从而被测水泵轴承9轴旋转，然后加力上缸11伸出，加力盘10接触水泵轴承外圈，对水泵轴承施加正向轴向力，同时测量装置a上的传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触水泵轴承外圆并施加一定的弹力开始对水泵轴承左沟道的测量；左沟道测量完毕后，反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，由于此时被测水泵轴承9的小轴端被夹爪1夹住，所以反向加力板40对被测水泵轴承9的外圆施加一定的反向轴向力，开始对水泵轴承右沟道的测量；右沟道测量完毕后，反向加力兼卸料缸41缩回，，测量装置a上的前后移动缸伸出，使传感器触点35位于被测水泵轴承9的柱端中心位置，传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触水泵轴承外圆并施加一定的弹力，同时径向加力气缸33带动径向加力柱34伸出，对被测水泵轴承9施加径向载荷，完成对水泵轴承9柱端沟道的测量。

水泵轴承球端左沟道受力测量，气动卡盘2上的三个夹爪1将水泵轴承轴小端夹住，伺服电机带动水泵轴承轴旋转，水泵轴承9的外圆被轴向正向加力盘施加向左箭头方向的轴向力，水泵轴承外圆不旋转，传感器测点位置在球的中间位置。

水泵轴承球端右沟道受力测量，气动卡盘2上的三个夹爪1将水泵轴承轴小端夹住，伺服电机带动水泵轴承轴旋转，水泵轴承9的外圆被反向加力板施加向右箭头方向的轴向力，水泵轴承外圆不旋转，传感器测点位置在球的中间位置。

水泵轴承柱端圆柱滚子受力测量，气动卡盘2上的三个夹爪1将水泵轴承轴小端夹住，伺服电机带动水泵轴承轴旋转，水泵轴承9的外圆被测量装置a上的径向加力气缸33施加向下箭头方向的径向力，水泵轴承外圆不旋转，传感器测点位置在柱的中间位置。

为目前各生产厂家测量水泵轴承的方法，芯轴被驱动装置e上的主轴带动旋转，水泵轴承9插入芯轴中，同时对水泵轴承轴小端(左沟道)及径向施加一定的载荷力，靠被测水泵轴承9轴小端的不磨削面与芯轴的摩擦完成被测水泵轴承轴的旋转，来测量水泵轴承的综合振动情况。这种测量方法的弊端很多，当测出水泵轴承有故障时，无法确定是水泵轴承左沟道故障还是水泵轴承柱端故障(径向加载是为了测量水泵轴承柱端是否有故障)，同时存在漏检现象，即水泵轴承右沟道如果有故障，没法检出。最重要的弊端是由于水泵轴承轴端面是毛坯面，靠毛坯面定位测量，无论是测量结果还是测量数据的稳定性都不理想，而且还不能保证芯轴与水泵轴承轴之间在旋转时不打滑，如果出现打滑现象，势必导致水泵轴承轴转速降低，测量结果不可靠。

如图1所示，为水泵轴承振动测量整机示意图，由机架部分、减震器21、驱动装置e、轴向正向加力装置b、轴向反向加力兼卸料装置ff、大平台、测量装置a、直线导轨19、采集及显示部分及报警器等组成。机架部分为整机的基座，内有配电柜和伺服电机等，减震器21与外界隔振用，采集与显示部分包括pc机、采集卡、软件、控制面板等，其余部分上面已经介绍多次，就不一一重复了。

如图2所示，为驱动装置e示意图，所述驱动装置e包括夹爪1、气动卡盘2、法兰盘3、主轴4、瓦座5、皮带轮6、二通路旋转接头7、小平台8组成。小平台8与大平台18连接，夹爪1与气动卡盘2连接，气动卡盘2通过法兰盘3与主轴4连接，主轴4与皮带轮6通过螺钉连接，伺服电机与皮带轮6通过v型带连接，二通路旋转接头7的旋转端与主轴4连接。当被测水泵轴承9的轴小端被推到气动卡盘2的三个夹爪1内后，气动卡盘2带动三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的小轴端夹紧。然后伺服电机旋转，被测水泵轴承9的轴小端旋转。二通路旋转接头7共有四个气管接口，静止不转端有二个气管接口，旋转端有二个气管接口，旋转端的二个气管接口通过气管与气动卡盘2连接并随着主轴一起旋转，静止不转端的二个气管接口通过气管与电磁阀接口连接永远处于不转状态。

如图3所示，为正向加力装置示意图，所述轴向正向加力装置b包括轴向正向加力盘10、加力上缸11、气缸连接板12、轴向加力下缸13、底座14、锁紧垫15、轴向直线导轨连接板16、鼠笼17组成(见附图3)。底座14通过螺钉与锁紧垫15和大平台连接，轴向加力下缸13本体通过四个螺钉与底座14连接，气缸连接板12与轴向加力下缸13的输出端连接，加力上缸11本体与气缸连接板12连接，鼠笼17与气缸连接板12连接，轴向正向加力盘与加力上缸11的输出端连接，轴向直线导轨连接板16的一端与气缸连接板12连接，另一端与轴向直线导轨19连接。按下运行按钮，轴向轴向加力下缸13自动伸出，将被测水泵轴承9的轴小端推到气动卡盘2的三个夹爪1内，接着气动卡盘三个夹爪1收缩，将被测水泵轴承9的轴小端夹紧，伺服电机通过驱动装置e主轴4上的皮带轮6带动气动卡盘2旋转，从而被测水泵轴承9轴旋转，然后加力上缸11伸出，加力盘10接触水泵轴承外圈，对水泵轴承施加正向轴向力。

如图4所示，为测量装置a示意图，所述测量装置a主要包括前后移动缸22、滑动块23、锁紧帽24、锁紧把25、大板26、传感器套筒27、传感器套筒固定座28、传感器升降缸29、调整螺钉30、前后移动直线导轨连接板31、前后移动直线导轨32、径向加力气缸33、径向加力柱34、传感器触点35组成。滑动块23通过锁紧帽24和锁紧把25与轴向反向加力兼卸料装置ff上的测量装置a底板38连接，滑动块23可前后移动调整前后位置，前后移动缸22的本体与滑动块23连接，前后移动缸22的伸出端与大板26连接，传感器套筒固定座28与大板26连接，传感器套筒27与传感器套筒固定座28连接，传感器升降缸29与大板26连接，径向加力气缸33与大板26连接。当测量水泵轴承9的左沟道或右沟道时，前后移动缸22在缩回状态，传感器触点的位置保证在被测水泵轴承9的球端中心位置，传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触水泵轴承外圆并施加一定的弹力，完成对水泵轴承9左沟道或右沟道的测量；当测量水泵轴承9的柱端时，前后移动缸伸出，使传感器触点35位于被测水泵轴承9的柱端中心位置，传感器套筒27在传感器升降缸29的带动下运动，使传感器触点35接触水泵轴承外圆并施加一定的弹力，同时径向加力气缸33带动径向加力柱34伸出，对被测水泵轴承9施加径向载荷，完成对水泵轴承9柱端沟道的测量。

如图5所示，为轴向反向加力兼卸料装置ff示意图，所述轴向反向加力兼卸料装置ff包括立柱座36、立柱37、测量装置a底板38、圆头螺母39、反向加力板40、反向加力兼卸料缸41、反向加力兼卸料缸固定座42、过渡连接杆43、直线导轨连接板44、直线导轨45组成(见附图5)。立柱座36与大平台18连接，立柱座36与立柱37焊接在一起，测量装置a底板38通过圆头螺母与立柱37固定，反向加力兼卸料缸固定座42与测量装置a底板38连接，反向加力兼卸料缸41本体与反向加力兼卸料缸固定座42连接，反向加力兼卸料缸41伸出轴端与反向加力板40连接，过渡连接杆43的一端与反向加力板40连接，另一端与直线导轨板44连接，直线导轨45固定端与测量装置a底板38连接，直线导轨45滑动端与直线导轨板44连接。当测量水泵轴承9的球端右沟道时，反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，由于此时被测水泵轴承9的小轴端被夹爪1夹住，所以反向加力板40对被测水泵轴承9的外圆施加一定的反向轴向力。需要说明的是，当测量水泵轴承9的左沟道或柱端沟道时，反向加力板40都在缩回状态，当被测水泵轴承9的三个面全部测量完毕后，由于此时夹爪1已经松开，反向加力兼卸料缸41伸出，带动反向加力板40伸出，将被测水泵轴承9推到人工放轴承的初始位置，相当于起到卸轴承作用。

二通路旋转接头目的是为更加能表达清楚气动卡盘2在旋转时如何保证供气，不动的电磁阀与旋转的气动卡盘2之间气管如何连接，所以二通路旋转接头是一个重要器件，它有效地完成了不动的电磁阀与旋转的气动盘2之间的气管连接问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。