專利名稱：背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種角接觸球軸承參數(shù)的測(cè)量裝置，具體涉及背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承的預(yù)緊力、相對(duì)位移以及轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在精密軸系的裝較過程中，成對(duì)角接觸球軸承的安裝至關(guān)重要，是整個(gè)軸系精度的主要影響因素。成對(duì)角接觸球軸承的經(jīng)典安裝方式可以分為面對(duì)面成對(duì)安裝和背對(duì)背成對(duì)安裝兩大類。成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移兩者的關(guān)系是軸承預(yù)緊力越大，則相對(duì) 位移越大，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩也會(huì)越大，同時(shí)軸系精度較高，反之亦然。但是，摩擦力矩太大就會(huì)給伺服控制帶來困難，反過來會(huì)影響整個(gè)軸系的控制精度。所以，在精密軸系的裝校過程中，需要根據(jù)軸系精度的要求，對(duì)軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩進(jìn)行優(yōu)化匹配。傳統(tǒng)的精密軸系裝校過程中只是憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)確定相對(duì)位移，然后在此相對(duì)位移下由于軸承預(yù)緊力、轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩、軸系精度三者之一達(dá)不到要求從而造成裝調(diào)工作的多次返工，而最終在軸系返工拆卸過程中容易造成零部件損傷，反而影響軸系精度和極大拖延軸系裝調(diào)工期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有人工裝校工藝的不確定性和盲目性，以期在一定的軸系精度下和實(shí)際潤(rùn)滑條件下，精準(zhǔn)地確定成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩的數(shù)值，滿足高精度軸系裝調(diào)的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提出以下解決方案。背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，由施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)、軸承安裝底座三部分組成；所述軸承安裝底座包括底座和位于底座上方依次設(shè)置的定位座、剖分式壓板、軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件、剖分式拉板以及上軸承杯；所述軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件在豎直方向上對(duì)待測(cè)的成對(duì)角接觸球軸承的上軸承內(nèi)環(huán)與下軸承內(nèi)環(huán)收緊固定；下軸承外環(huán)通過所述定位座固定安裝于底座上，并由位于下軸承上端的剖分式壓板壓緊；上軸承安裝在上軸承杯中，并由上軸承杯和位于上軸承下端的所述剖分式拉板共同作用拉緊；位于定位座的外側(cè)在底座上安裝有滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，靠近滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副兩端在底座上分別固定設(shè)置有定位塊和后限位塊，在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副上套接有適配的行程限位塊；所述施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括自上而下依次設(shè)置的手輪、手輪安裝架、連接板、盤形拉壓傳感器、拉釘以及拉盤，拉盤與位于其下端的所述上軸承杯固定連接；在手輪安裝架一側(cè)固定設(shè)置有與所述連接板滑動(dòng)適配、用以沿豎直方向上導(dǎo)向的導(dǎo)向柱；在導(dǎo)向柱的外側(cè)設(shè)置與所述手輪安裝架、導(dǎo)向柱固定連接的立柱，在立柱上設(shè)置有與所述導(dǎo)向柱平行的光柵尺；立柱的底部與滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和行程限位塊固定連接； 所述傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)包括自下而上依次傳動(dòng)連接的變頻電機(jī)、波紋管式聯(lián)軸器、非接觸式扭矩傳感器、聯(lián)軸器以及傳動(dòng)桿，其中變頻電機(jī)和非接觸式扭矩傳感器通過電機(jī)座與底座固定，傳動(dòng)桿的兩端均與施拉套固定連接，聯(lián)軸器的上部與傳動(dòng)桿中部卡接配合。基于上述基本技術(shù)方案，本發(fā)明還有如下優(yōu)化限定和改進(jìn)上述軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件包括內(nèi)隔套、法蘭和施拉套，內(nèi)隔套位于上、下軸承之間，法蘭與施拉套在豎直方向上對(duì)上軸承內(nèi)環(huán)和下軸承內(nèi)環(huán)整體緊定。在立柱的底部與行程限位塊之間設(shè)置有用以鎖緊立柱的傳動(dòng)軸和鎖緊凸輪。
采用本發(fā)明的背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移、轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩組合測(cè)量裝置，在一定的軸系精度下和實(shí)際潤(rùn)滑條件下，能夠精準(zhǔn)地確定成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩的數(shù)值，對(duì)精密軸系的裝校給出精確的、定量的調(diào)校標(biāo)準(zhǔn)，克服了現(xiàn)有人工裝校工藝的不確定性和盲目性。該測(cè)量裝置亦適用于不同規(guī)格的軸承的測(cè)量，只需要根據(jù)軸承的規(guī)格相應(yīng)改變上軸承杯、定位座、施拉套、內(nèi)隔套、法蘭的規(guī)格即可。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(外部整體)；圖2為圖I的左視圖的剖視示意圖；圖3為圖I中立柱與軸承安裝底座連接部分在A向的剖視圖。圖4為圖3在B向的剖視圖。附圖標(biāo)號(hào)說明I.底座；2.后限位塊；3.滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副；4.定位塊；5.行程限位塊；6.立柱；7.光柵尺；8.導(dǎo)向柱；9.手輪；10.梯形絲杠；11.連接板；12.盤形拉壓傳感器；13.拉釘；14.拉盤；15.上軸承杯；16.剖分式拉板；17.剖分式壓板；18.定位座；19.聯(lián)軸器；20.非接觸式扭矩傳感器；21.波紋管式聯(lián)軸器；22.變頻電機(jī)；23.電機(jī)座；24.傳動(dòng)桿；25.下軸承；26.內(nèi)隔套；27.上軸承；28.施拉套；29.法蘭；30.下推力軸承；31.上推力軸承；32.梯形螺母；33.鎖緊手柄；34.傳動(dòng)軸；35.鎖緊凸輪；36.平鍵。
具體實(shí)施例方式如圖I-圖4所示，本發(fā)明的背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移、轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩組合測(cè)量裝置從上至下由施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)、軸承安裝底座、傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)三部分組成。施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)由立柱6連接安裝在軸承安裝底座的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副3上，可以沿滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副移動(dòng)，由定位塊4和行程限位塊5、后限位塊2確定其位置，以適應(yīng)不同規(guī)格的軸承測(cè)量；傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)通過電機(jī)座23安裝在軸承安裝底座部分中的底座I上，通過聯(lián)軸器19與傳動(dòng)桿24帶動(dòng)軸承安裝底座中的施拉套28和軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，用以測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩。
施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括的主要零組件有立柱6、光柵尺7、導(dǎo)向柱8、手輪9、梯形絲杠10、梯形螺母32、上推力軸承31、連接板11、下推力軸承30、盤形拉壓傳感器12、拉釘13、拉盤14、鎖緊手輪33、傳動(dòng)軸34、鎖緊凸輪35。軸承安裝底座包括的主要零組件有底座I、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副3、后限位塊2、定位塊4、行程限位塊5、定位座18、剖分式壓板17、內(nèi)隔套26、施拉套28、法蘭29、剖分式拉板16、上軸承杯15。傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)包括的主要零組件有電機(jī)座23、變頻電機(jī)22、波紋管式聯(lián)軸器21、非接觸式扭矩傳感 器20、聯(lián)軸器19、傳動(dòng)桿24。本發(fā)明的工作原理測(cè)量時(shí)，將一對(duì)角接觸軸承由施拉套28、內(nèi)隔套26、法蘭29固定軸承內(nèi)環(huán)；即內(nèi)隔套26位于上、下軸承之間，法蘭29與施拉套28在豎直方向上對(duì)上軸承內(nèi)環(huán)和下軸承內(nèi)環(huán)整體緊定。將下軸承25外環(huán)安裝在定位座18上，由剖分式壓板17壓緊；將上軸承27安裝在上軸承杯15中，由剖分式拉板16壓緊；定位座18安裝在底座I上。將施拉與相對(duì)位移測(cè)量部分沿滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副3推至由定位塊4確定的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊手輪33，由傳動(dòng)軸34帶動(dòng)鎖緊凸輪35將施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副3上。將上軸承杯15與施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)中的拉盤14連接。旋轉(zhuǎn)手輪9，帶動(dòng)連接板11沿導(dǎo)向柱8向上移動(dòng)，依次拉動(dòng)盤形拉壓傳感器12、拉釘13、拉盤14、進(jìn)而上拉上軸承27外環(huán)，再傳導(dǎo)給上軸承27至下軸承25內(nèi)環(huán)，下軸承25外環(huán)通過定位座18與底座I固定。于是，在手輪9的拉力下軸承內(nèi)外環(huán)產(chǎn)生相對(duì)位移。由盤形拉壓傳感器12即可以讀出由手輪9施加在背靠背成對(duì)安裝的角接觸球軸承上的預(yù)緊力，由光柵尺7即可以讀出背靠背成對(duì)安裝的角接觸球軸承內(nèi)外環(huán)產(chǎn)生的相對(duì)位移，從而確定出預(yù)緊力與相對(duì)位移之間的關(guān)系，指導(dǎo)精密軸系裝校。在一定的預(yù)緊力和軸承潤(rùn)滑條件下，安裝在電機(jī)座23上的變頻電機(jī)22帶動(dòng)波紋管式聯(lián)軸器21、非接觸式扭矩傳感器20、聯(lián)軸器19、傳動(dòng)桿24，由傳動(dòng)桿24撥動(dòng)施拉套28和法蘭29，從而帶動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。變頻電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由非接觸式扭矩傳感器20即可以讀出在一定的預(yù)緊力和軸承潤(rùn)滑條件下背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩。測(cè)量完畢，松開拉盤14與上軸承杯15的連接，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊手輪33，由傳動(dòng)軸34帶動(dòng)松開鎖緊凸輪35，將施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)與滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副3松開，沿滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副推開施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)，再依次拆卸各零組件。
權(quán)利要求
1.背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，其特征在于由施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)、軸承安裝底座三部分組成； 所述軸承安裝底座包括底座(I)和位于底座上方依次設(shè)置的定位座(18)、剖分式壓板(17)、軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件、剖分式拉板(16)以及上軸承杯(15);所述軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件在豎直方向上對(duì)待測(cè)的成對(duì)角接觸球軸承的上軸承內(nèi)環(huán)與下軸承內(nèi)環(huán)收緊固定；下軸承(25)外環(huán)通過所述定位座(18)固定安裝于底座(I)上，并由位于下軸承上端的剖分式壓板(17)壓緊；上軸承(27)安裝在上軸承杯(15)中，并由上軸承杯(15)和位于上軸承下端的所述剖分式拉板(16)共同作用拉緊；位于定位座(18)的外側(cè)在底座(I)上安裝有滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副(3)，靠近滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副(3)兩端在底座上分別固定設(shè)置有定位塊(4)和后限位塊(2)，在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副(3)上套接有適配的行程限位塊(5)； 所述施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括自上而下依次設(shè)置的手輪(9)、手輪安裝架、連接板(11)、盤形拉壓傳感器(12)、拉釘(13)以及拉盤(14)，拉盤(14)與位于其下端的所述上軸承杯(15)固定連接；在手輪安裝架一側(cè)固定設(shè)置有與所述連接板(11)滑動(dòng)適配、用以沿豎直方向上導(dǎo)向的導(dǎo)向柱⑶；在導(dǎo)向柱的外側(cè)設(shè)置與所述手輪安裝架、導(dǎo)向柱⑶固定連接的立柱(6)，在立柱(6)上設(shè)置有與所述導(dǎo)向柱⑶平行的光柵尺(7);立柱(6)的底部與滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副(3)和行程限位塊(5)固定連接； 所述傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)包括自下而上依次傳動(dòng)連接的變頻電機(jī)(22)、波紋管式聯(lián)軸器(21)、非接觸式扭矩傳感器(20)、聯(lián)軸器(19)以及傳動(dòng)桿(24)，其中變頻電機(jī)(22)和非接觸式扭矩傳感器(20)通過電機(jī)座(23)與底座(I)固定，傳動(dòng)桿的兩端均與施拉套(28)固定連接，聯(lián)軸器(19)的上部與傳動(dòng)桿(24)中部卡接配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，其特征在于所述軸承內(nèi)環(huán)拉緊組件包括內(nèi)隔套(26)、法蘭(29)和施拉套(28)，內(nèi)隔套(26)位于上、下軸承之間，法蘭(29)與施拉套(28)在豎直方向上對(duì)上軸承內(nèi)環(huán)和下軸承內(nèi)環(huán)整體緊定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，其特征在于在立柱(6)的底部與行程限位塊(5)之間設(shè)置有用以鎖緊立柱的傳動(dòng)軸(34)和鎖緊凸輪(35)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背靠背成對(duì)安裝角接觸球軸承參數(shù)組合測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有人工裝校工藝的不確定性和盲目性。該裝置由施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)、軸承安裝底座三部分組成。施拉與傳感檢測(cè)機(jī)構(gòu)由立柱連接安裝在軸承安裝底座的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副上，由定位塊和行程限位塊、后限位塊確定其位置；傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)通過電機(jī)座安裝在軸承安裝底座部分中的底座上，通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)桿帶動(dòng)軸承安裝底座中的施拉套和軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，用以測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩。采用本發(fā)明，在一定的軸系精度下和實(shí)際潤(rùn)滑條件下，能夠精準(zhǔn)地確定成對(duì)安裝角接觸球軸承預(yù)緊力、相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩的數(shù)值。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102928226SQ201210429598
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者楊賓宏, 彭小強(qiáng), 李華, 王鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所