CN111043948A - 一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，包括带有两个位移传感器的测量组件、以及用于对位移传感器和薄壁轴承进行相对定位的校准组件，采用了相对测量法进行测量，即预先通过内径环规或外径环规对位移传感器的位置进行校准，再将薄壁轴承套圈放置在与环规进行校准的位置相同的位置后，通过电机带动位移传感器旋转就能测量出薄壁轴承套圈与公称尺寸的差距，从而精确地测量出薄壁轴承套圈的内外径，通过简单有效的方式实现了相对发测量中对薄壁轴承与位移传感器相对位置的校准，消除了人为不利因素，薄壁轴承套圈在测量过程中的变形会大幅减少，测量效率和精准性均大为提高，能够对薄壁轴承的内外径都进行测量，能够方便的进行普及运用。

Description

一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置

技术领域

本发明涉及薄壁轴承测量领域，尤其涉及一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置。

背景技术

薄壁轴承是轴承尺寸系列中壁厚最薄的一种，具有极轻的质量，广泛应用在航空航天、雷达、精密机器人关节以及精密医疗设备中。由于薄壁轴承套圈的壁厚非常薄，套圈容易变形，精度要求也高，轴承的加工精度较难保证，所以对薄壁轴承相关参数的测量就显得尤为重要。薄壁轴承内、外径尺寸是判断薄壁轴承合格与否的重要参数指标，影响薄壁轴承的安装精度和使用寿命。轴承的内、外套圈在加工时不可避免的会产生一定的变形量，而薄壁轴承套圈的壁厚较普通轴承薄，所以薄壁轴承套圈在加工过程中的变形量较大，加工精度难以保证。现在常用的测量方法，是使用扭簧表对薄壁轴承套圈进行测量，测量过程中测量人员手动旋转轴承套圈并实时进行测量，套圈旋转一定角度后测量记录一个测量值，整个测量中因为人为因素，会导致薄壁轴承套圈产生较大变形，而且扭簧表的测力较大，所以薄壁轴承的测量结果误差较大，难以准确测量出轴承套圈的加工精度，而现有的无接触测量法，因为苛刻的使用环境要求和高昂的使用成本，而难以无法在加工现场或者一般的测量中心普及，因此现有缺少能够对薄壁轴承套圈的内外径进行高效、准确测量的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，能够对薄壁轴承套圈的内外径进行高效、准确测量。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，包括带有两个位移传感器的测量组件、以及用于对位移传感器和薄壁轴承进行相对定位的校准组件，所述测量组件还包括设置在底座上的工作台和电机，工作台上设有能够供薄壁轴承平放的水平面，工作台上还设有能够沿轴向吸紧固定薄壁轴承的电磁铁，两个位移传感器均位于工作台上方且位移传感器的触头向下设置，两个位移传感器均通过调节导轨与电机连接，所述调节导轨能够供位移传感器沿水平和竖直方向进行复合运动，使两个位移传感器的触头能够同时与薄壁轴承内套圈的内壁接触或同时与薄壁轴承外套圈的外壁接触，并保证两个位移传感器的触头关于薄壁轴承的轴线对称，所述电机能够带动调节导轨绕薄壁轴承的轴线旋转，使两个位移传感器能够绕薄壁轴承的轴线同步旋转，以便于两个位移传感器的触头配合对薄壁轴承内套圈的内径或薄壁轴承外套圈的外径进行测量；

所述校准组件包括一个内径环规、一个外径环规、一个内定位盘和多个外球头定位块，内径环规的内孔直径和内定位盘的外圆直径均等于薄壁轴承内套圈的公称内径，内定位盘能够可拆卸地安装在工作台水平面上，内定位盘的厚度小于薄壁轴承内套圈和内径环规的厚度，以避免内定位盘与位移传感器的触头干涉，通过将内径环规和薄壁轴承内套圈分别套设在内定位盘上，以保证内径环规和薄壁轴承内套圈相对于工作台的位置不变；外径环规的外圆直径等于薄壁轴承外套圈的公称外径，多个外球头定位块均位于工作台的外侧，外球头定位块能够朝向工作台运动并在运动停止时锁定，从而使多个外球头定位块能够同时与外径环规的外壁接触并相对于工作台定位，通过将外径环规的外壁和薄壁轴承外套圈的外壁分别与多个外球头定位块同时接触，以保证外径环规和薄壁轴承外套圈相对于工作台的位置不变。

优选的，所述电机安装在工作台上方，电机的输出轴与薄壁轴承的轴线重合设置，电机的输出轴通过旋转轴系与调节导轨连接。

优选的，所述调节导轨包括一段水平导轨和两段竖直导轨，水平导轨与旋转轴系连接并关于电机的输出轴对称设置，两段竖直导轨均与水平导轨连接，两个位移传感器均为竖直设置，两个位移传感器的顶端分别与两段竖直导轨连接。

优选的，所述水平导轨上拧设有能够带动竖直导轨进行水平运动的水平螺纹杆，所述竖直导轨上拧设有能够带动位移传感器进行升降运动的竖直螺纹杆。

优选的，所述外球头定位块安装在螺纹导杆的一端，多个螺纹导杆分别水平贯穿并拧设在各自的导向块上，导向块固定在底座上，导向块上还拧设有能够将螺纹导杆与导向块相对锁紧的紧定螺钉。

优选的，外球头定位块的数量为两个，两个外球头定位块所在的螺纹导杆位于相同高度，两个螺纹导杆关于一个包含薄壁轴承轴线的竖直基准面对称设置。

优选的，所述位移传感器采用测杆式电感传感器，所述测量装置还包括能够接收位移传感器测量数据的PLC控制器和能够显示PLC控制器计算数值的显示器。

优选的，所述工作台的水平面上设有两个电磁铁，两个电磁铁关于薄壁轴承的轴线对称设置。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，采用了相对测量法进行测量，即预先通过内径环规或外径环规对位移传感器的位置进行校准，再将薄壁轴承套圈放置在与环规进行校准的位置相同的位置后，位移传感器在旋转时就能测量出薄壁轴承套圈与公称尺寸的差距，从而精确地测量出薄壁轴承套圈的内外径，为了实现上述过程，本发明中将两个位移传感器安装在调节导轨上，使两个位移传感器的位置能够精确调节，并且针对于薄壁轴承的内套圈和外套圈，分别采用内定位盘从内测卡紧以及多个外球头定位块从外侧定位的方式，使薄壁轴承套圈能够放置在环规校准时的初始接触的位置，而在将环规更换为薄壁轴承的过程中通过两个位移传感器的竖直运动，就能够使两个位移传感器回复到与环规校准时的位置再开始对轴承套圈进行测量，从而能够精确地测量出轴承套圈与环规之间的尺寸差距，与现有技术相比，采用了位移传感器配合电机带动旋转而非人工手动旋转，位移传感器在测量时与薄壁轴承套圈相接触的作用力要远小于扭簧表，电机的旋转也会比人工手动旋转更为均匀平稳消除了人为不利因素，因此薄壁轴承套圈在测量过程中的变形会大幅减少，并且本发明中通过电磁铁将薄壁轴承套圈沿轴向吸紧，能够进一步减少轴承套圈与位移传感器接触时的径向变形，提高了测量结果的精度和稳定性，成本低廉、使用简便，能够对薄壁轴承的内外径都进行测量，因此既可以对完整的薄壁轴承成品进行测量，也可以对装配前的薄壁轴承内套圈或者外套圈单独进行测量，能够方便的与常见的自动控制系统配合，测量效率和精准性均大为提高，并且通过简单有效的方式实现了相对法测量中对薄壁轴承与位移传感器相对位置的校准，能够方便的进行普及运用。

附图说明

图1为本发明校准内径环规的主视示意图；

图2为本发明校准外径环规的主视示意图；

图3为本发明的左视示意图；

图4为通过外球头定位块校准薄壁轴承在工作台上放置位置的俯视示意图。

图中标记：1、底座，2、螺纹导杆，3、导向块，4、外球头定位块，5、水平导轨，6、水平螺纹杆，7、旋转轴系，8、电机，9、竖直导轨，10、竖直螺纹杆，11、位移传感器，12、内径环规，13、外径环规、14、工作台，15、内定位盘，16、紧定螺钉，17、电磁铁，18、薄壁轴承。

具体实施方式

参见附图，具体实施方式如下：

一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，包括带有两个位移传感器11的测量组件、以及用于对位移传感器11和薄壁轴承18进行相对定位的校准组件，所述测量组件还包括设置在底座1上的工作台14和电机8，工作台14上设有能够供薄壁轴承18平放的水平面，工作台14上还设有能够沿轴向吸紧固定薄壁轴承18的电磁铁17，本实施例偶中，工作台14的水平面上设有两个与水平面对齐的电磁铁17，两个电磁铁17关于薄壁轴承18的轴线对称设置。两个位移传感器11均位于工作台14上方且位移传感器11的触头向下设置，两个位移传感器11均通过调节导轨与电机8连接，电机8安装在工作台14上方，电机8的输出轴与薄壁轴承18的轴线重合设置，电机8的输出轴通过旋转轴系7与调节导轨连接。

调节导轨能够供位移传感器11沿水平和竖直方向进行复合运动，使两个位移传感器11的触头能够同时与薄壁轴承18内套圈的内壁接触或同时与薄壁轴承18外套圈的外壁接触，并保证两个位移传感器11的触头关于薄壁轴承18的轴线对称，调节导轨包括一段水平导轨5和两段竖直导轨9，水平导轨5与旋转轴系7连接并关于电机8的输出轴对称设置，两段竖直导轨9均与水平导轨5连接，两个位移传感器11均为竖直设置，两个位移传感器11的顶端分别与两段竖直导轨9连接，水平导轨5上拧设有能够带动竖直导轨9进行水平运动的水平螺纹杆6，竖直导轨9上拧设有能够带动位移传感器11进行升降运动的竖直螺纹杆10。

在两个位移传感器11的触头同时与薄壁轴承18接触后，通过电机8带动调节导轨绕薄壁轴承18的轴线旋转，两个位移传感器11就能够绕薄壁轴承18的轴线同步旋转，以便于两个位移传感器11的触头配合对薄壁轴承18内套圈的内径或薄壁轴承18外套圈的外径进行测量；本实施例中，位移传感器11采用测杆式电感传感器，测量装置还包括能够接收位移传感器11测量数据的PLC控制器和能够显示PLC控制器计算数值的显示器。

校准组件包括一个内径环规12、一个外径环规13、一个内定位盘15和多个外球头定位块4，内径环规12的内孔直径和内定位盘15的外圆直径均等于薄壁轴承18内套圈的公称内径，内定位盘15能够可拆卸地安装在工作台14水平面上，内定位盘15的厚度小于薄壁轴承18内套圈和内径环规12的厚度，以避免内定位盘15与位移传感器11的触头干涉，通过将内径环规12和薄壁轴承18内套圈分别套设在内定位盘15上，以保证内径环规12和薄壁轴承18内套圈相对于工作台14的位置不变。

外径环规13的外圆直径等于薄壁轴承18外套圈的公称外径，外球头定位块4的数量为两个，两个外球头定位块4均位于工作台14的外侧，外球头定位块4能够朝向工作台14运动并在运动停止时锁定，从而使两个外球头定位块4能够同时与外径环规13的外壁接触并相对于工作台14定位，本实施例中，外球头定位块4安装在螺纹导杆2的一端，两个螺纹导杆2分别水平贯穿并拧设在各自的导向块3上，导向块3固定在底座1上，导向块3上还拧设有能够将螺纹导杆2与导向块3相对锁紧的紧定螺钉16，两个外球头定位块4所在的螺纹导杆2位于相同高度，两个螺纹导杆2关于一个包含薄壁轴承18轴线的竖直基准面对称设置。通过将外径环规13的外壁和薄壁轴承18外套圈的外壁分别与两个外球头定位块4同时接触，以保证外径环规13和薄壁轴承18外套圈相对于工作台14的位置不变。

本实施例在进行薄壁轴承18内套圈的内径测量时，先将内径环规12放置到工作台14的水平面上，然后通过旋转水平螺纹杆6和竖直螺纹杆10，使位移传感器11沿着水平导轨5和竖直导轨9运动，使两个位移传感器11的触头分别与薄壁轴承18内套圈的内壁上成180°对称的位置接触，然后对两个位移传感器11进行微调，以校准位移传感器11的初始位置，再将内定位盘15放置到内径环规12的内孔中并使内定位盘15与工作台14定位连接，以校准内径环规12的初始位置，旋转竖直螺纹杆10使两个位移传感器11上升，将内径环规12从工作台14上取下并保持内定位盘15固定不动，再将薄壁轴承18内套圈套设到内定位盘15上并放置到工作台14的水平面上，就能够将薄壁轴承18内套圈放置到内径环规12的初始位置，旋转竖直螺纹杆10使两个位移传感器11下降，就能够使两个位移传感器11回复至与内径环规12校准的初始位置，启动电磁铁17将薄壁轴承18内套圈吸紧后，通过电机8带动两个位移传感器11旋转，就能精确测量出薄壁轴承18内套圈与内径环规12的尺寸差距，即薄壁轴承18内套圈的实际尺寸与公称尺寸之间的差距，PLC控制系统能够根据测量值计算出薄壁轴承18内套圈的实际尺寸并通过显示器即时显示。

本实施例在进行薄壁轴承18外套圈的外径测量时，先将外径环规13放置到工作台14的水平面上，然后通过旋转水平螺纹杆6和竖直螺纹杆10，使位移传感器11沿着水平导轨5和竖直导轨9运动，使两个位移传感器11的触头分别与薄壁轴承18外套圈的外壁上成180°对称的位置接触，然后对两个位移传感器11进行微调，以校准位移传感器11的初始位置，再旋转两个螺纹导杆2使两个外球头定位块4均朝向工作台14运动，直至两个外球头定位块4均与外径环规13的外壁接触，然后通过拧紧紧定螺钉16使螺纹导杆2与导向块3锁紧，就能够校准外径环规13的初始位置，旋转竖直螺纹杆10使两个位移传感器11上升，将外径环规13从工作台14上取下并保持两个外球头定位块4和螺纹导杆2固定不动，再将薄壁轴承18外套圈放置到工作台14的水平面上并使薄壁轴承18外套圈的外壁与两个外球头定位块4同时接触，就能够将薄壁轴承18外套圈放置到外径环规13的初始位置，旋转竖直螺纹杆10使两个位移传感器11下降，就能够使两个位移传感器11回复至与外径环规13校准的初始位置，启动电磁铁17将薄壁轴承18外套圈吸紧后，通过电机8带动两个位移传感器11旋转，就能精确测量出薄壁轴承18外套圈与外径环规13的尺寸差距，即薄壁轴承18外套圈的实际尺寸与公称尺寸之间的差距，PLC控制系统能够根据测量值计算出薄壁轴承18外套圈的实际尺寸并通过显示器即时显示。

Claims (8)

1.一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：包括带有两个位移传感器（11）的测量组件、以及用于对位移传感器（11）和薄壁轴承（18）进行相对定位的校准组件，所述测量组件还包括设置在底座（1）上的工作台（14）和电机（8），工作台（14）上设有能够供薄壁轴承（18）平放的水平面，工作台（14）上还设有能够沿轴向吸紧固定薄壁轴承（18）的电磁铁（17），两个位移传感器（11）均位于工作台（14）上方且位移传感器（11）的触头向下设置，两个位移传感器（11）均通过调节导轨与电机（8）连接，所述调节导轨能够供位移传感器（11）沿水平和竖直方向进行复合运动，使两个位移传感器（11）的触头能够同时与薄壁轴承（18）内套圈的内壁接触或同时与薄壁轴承（18）外套圈的外壁接触，并保证两个位移传感器（11）的触头关于薄壁轴承（18）的轴线对称，所述电机（8）能够带动调节导轨绕薄壁轴承（18）的轴线旋转，使两个位移传感器（11）能够绕薄壁轴承（18）的轴线同步旋转，以便于两个位移传感器（11）的触头配合对薄壁轴承（18）内套圈的内径或薄壁轴承（18）外套圈的外径进行测量；

所述校准组件包括一个内径环规（12）、一个外径环规（13）、一个内定位盘（15）和多个外球头定位块（4），内径环规（12）的内孔直径和内定位盘（15）的外圆直径均等于薄壁轴承（18）内套圈的公称内径，内定位盘（15）能够可拆卸地安装在工作台（14）水平面上，内定位盘（15）的厚度小于薄壁轴承（18）内套圈和内径环规（12）的厚度，以避免内定位盘（15）与位移传感器（11）的触头干涉，通过将内径环规（12）和薄壁轴承（18）内套圈分别套设在内定位盘（15）上，以保证内径环规（12）和薄壁轴承（18）内套圈相对于工作台（14）的位置不变；外径环规（13）的外圆直径等于薄壁轴承（18）外套圈的公称外径，多个外球头定位块（4）均位于工作台（14）的外侧，外球头定位块（4）能够朝向工作台（14）运动并在运动停止时锁定，从而使多个外球头定位块（4）能够同时与外径环规（13）的外壁接触并相对于工作台（14）定位，通过将外径环规（13）的外壁和薄壁轴承（18）外套圈的外壁分别与多个外球头定位块（4）同时接触，以保证外径环规（13）和薄壁轴承（18）外套圈相对于工作台（14）的位置不变。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述电机（8）安装在工作台（14）上方，电机（8）的输出轴与薄壁轴承（18）的轴线重合设置，电机（8）的输出轴通过旋转轴系（7）与调节导轨连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述调节导轨包括一段水平导轨（5）和两段竖直导轨（9），水平导轨（5）与旋转轴系（7）连接并关于电机（8）的输出轴对称设置，两段竖直导轨（9）均与水平导轨（5）连接，两个位移传感器（11）均为竖直设置，两个位移传感器（11）的顶端分别与两段竖直导轨（9）连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述水平导轨（5）上拧设有能够带动竖直导轨（9）进行水平运动的水平螺纹杆（6），所述竖直导轨（9）上拧设有能够带动位移传感器（11）进行升降运动的竖直螺纹杆（10）。

5.根据权利要求1所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述外球头定位块（4）安装在螺纹导杆（2）的一端，多个螺纹导杆（2）分别水平贯穿并拧设在各自的导向块（3）上，导向块（3）固定在底座（1）上，导向块（3）上还拧设有能够将螺纹导杆（2）与导向块（3）相对锁紧的紧定螺钉（16）。

6.根据权利要求5所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：外球头定位块（4）的数量为两个，两个外球头定位块（4）所在的螺纹导杆（2）位于相同高度，两个螺纹导杆（2）关于一个包含薄壁轴承（18）轴线的竖直基准面对称设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述位移传感器（11）采用测杆式电感传感器，所述测量装置还包括能够接收位移传感器（11）测量数据的PLC控制器和能够显示PLC控制器计算数值的显示器。

8.根据权利要求1所述的一种用于薄壁轴承套圈的内外径测量装置，其特征在于：所述工作台（14）的水平面上设有两个电磁铁（17），两个电磁铁（17）关于薄壁轴承（18）的轴线对称设置。

Images