(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112525127 A(43)申请公布日 2021.03.19
(21)申请号 202011268157.4(22)申请日 2020.11.13
(71)申请人 新昌浙江工业大学科学技术研究院
地址 312500 浙江省绍兴市新昌县灵池路5
号
申请人 浙江嘉阳轴承有限公司(72)发明人 袁巨龙 杨初明 周见行 吕迅
甘鹤中 王志毫 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限
公司 11429
代理人 陈振华(51)Int.Cl.
G01B 21/16(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图2页
(54)发明名称
圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法(57)摘要
本申请提供了圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，该方法以圆锥滚子轴承的内组件为检测对象，检测时，先将检测对象的轴承内圈(1)固定，再让沿轴承内圈(1)径向设置位移传感器(9)与检测对象的保持架(3)上的保持架梁(301)相抵，然后分别将检测对象的保持架(3)沿位移传感器(9)上测量头的伸出方向和压缩方向推至极限位置，并记录读数，最后将两次读数作差取绝对值得到游隙值。该方法有效解决了现有技术检测效率低、误差大的问题。
CN 112525127 ACN 112525127 A
权 利 要 求 书
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1.圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：该方法以圆锥滚子轴承的内组件为检测对象，检测时，先将检测对象的轴承内圈(1)固定，再让沿轴承内圈(1)径向设置位移传感器(9)与检测对象的保持架(3)上的保持架梁(301)相抵，然后分别将检测对象的保持架(3)沿位移传感器(9)上测量头的伸出方向和压缩方向推至极限位置，并由控制元件记录读数，最后将两次读数作差取绝对值得到游隙值。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：该方法通过测量基准台、压紧旋转组件、数据采集组件，以及两套保持架推动组件的配合使用，实现圆锥滚子轴承保持架径向游隙的检测；
所述测量基准台上具有水平的测量基准平面(4)；所述压紧旋转组件包括内圈压块(5)、可由旋转驱动元件驱动相对内圈压块(5)做转动的保持架压盘(6)，以及设于保持架压盘(6)上的一组沿圆周分布的弹性压头(7)；所述数据采集组件包括传感器驱动元件(8)和可由传感器驱动元件(8)驱动的位移传感器(9)；所述保持架推动组件包括推头驱动元件(10)，以及可由推头驱动元件(10)驱动的保持架小端弹性推头(11)和保持架大端弹性推头(12)；
检测时：所述压紧旋转组件设于测量基准台的上方，可由升降驱动元件(13)驱动作升降；所述数据采集组件设于检测平台的侧部；两套保持架推动组件呈相对状分别设于检测平台的两侧，且两套保持架推动组件的保持架小端弹性推头(11)和保持架大端弹性推头(12)，以及数据采集组件的位移传感器(9)分布于同一竖向平面内；
检测过程包括如下步骤：
i.让检测对象的轴承内圈(1)的大端面靠在测量基准平面(4)上的指定位置；ii.内圈压块(5)下压至压紧轴承内圈(1)，同时，保持架压盘(6)下压使设于保持架压盘(6)上的弹性压头(7)压紧轴承保持架(3)的小端端面；
iii.位移传感器(9)移动至测量头与检测对象相抵；iv.保持架压盘(6)旋转，通过弹性压头带动检测对象的保持架(3)旋转，调整保持架(3)的周向位置，使位移传感器(9)与保持架(3)上的保持架梁(301)相抵；
v.其中一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头(11)和保持架大端弹性推头(12)伸出分别与保持架(3)的小端和大端施加推力，将保持架(3)推至极限位置，记录位移探头的读数，然后保持架小端弹性推头(11)和保持架大端弹性推头(12)收回；
vi.另一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头(11)和保持架大端弹性推头(12)伸出，将保持架(3)推至另一个方向的极限位置，记录位移探头(2)的读数；
vii.将步骤v和vi记录的位移传感器读数作差后取绝对值得到游隙值。3.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：检测时，所述位移传感器(9)上的测量头与保持架(3)上的保持架梁(301)的中部相抵。
4.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述保持架小端弹性推头(11)的前端，对应于保持架(3)的小端侧壁，设有第一弧形面(1101)；所述第一弧形面(1101)的曲率半径不小于保持架(3)小端侧壁的曲率半径。
5.根据权利要求4所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述第一弧形面(1101)的曲率半径等于保持架(3)小端侧壁的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述保
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权 利 要 求 书
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持架大端弹性推头(12)的前端，对应于保持架(3)的大端侧壁，设有第二弧形面(1201)；所述第二弧形面(1201)的曲率半径不小于保持架(3)大端侧壁的曲率半径。
7.根据权利要求6所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述第二弧形面(1201)的曲率半径等于保持架(3)大端侧壁的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述内圈压块(5)的下部具有与轴承内圈(1)小端适配的阶梯；检测时，通过阶梯处的轴肩(501)压紧轴承内圈(1)的小端面，轴肩(501)下方的部分插入轴承内圈(1)中对轴承内圈(1)进行径向限位。
9.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述保持架压盘(6)上设有3个以上弹性压头(7)。
10.根据权利要求9所述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，其特征在于：所述弹簧压头(7)的数量为3个，两两沿周向间隔120度角分布。
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说 明 书
圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法
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技术领域
[0001]本申请涉及轴承检测技术，具体涉及一种圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法。
背景技术
[0002]圆锥滚子轴承由外圈、内圈、保持架和滚动体组成，可以承受径向载荷和轴向载荷，是回转机械设备中应用最为广泛的零部件之一，其性能的好坏直接影响机械设备的工作性能和使用寿命。通常情况下，圆锥滚子轴承的外圈和内组件(内组件由内圈、保持架和圆锥滚子经过保持架收缩而成)是分离的。保持架收缩后的径向游隙量对轴承的工作性能影响非常大。游隙量太大则使得保持架对滚动体没有起到良好的约束作用；游隙量太小则容易导致轴承运转的灵活性差。两种情况均容易导致轴承运转过程产生不同的振动现象，极大地影响轴承的使用寿命和机械设备运行的平稳性，因此，需要精准检测保持架径向游隙量，确保出厂轴承保持架径向游隙量在控制的范围内。[0003]目前，圆锥滚子轴承保持架径向游隙量检测常用的方法是首先通过螺杆、螺母、内圈固定块等零件将待测内组件的内圈固定于测量平面上。然后调节百分表的位置让测头接触保持架梁。最后，检测员双手压紧保持架，在测头轴线方向上推拉保持架，分别得到两个测量值，两测量值差的绝对值即轴承保持架径向游隙量。
[0004]目前通过手工检测圆锥滚子轴承保持架径向游隙量的方法来判断轴承质量，该方法操作过程复杂，检测效率低，检测结果受到操作员的推力大小的影响。测量参数通过操作员目视后计算得到，大量检测容易产生疲劳，从而导致检测误差较大，影响产品的整体质量。
发明内容
[0005]针对现有技术的不足之处，本申请提供了一种圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测
误差大的问题。方法，该方法有效解决了现有技术检测效率低、
[0006]本申请提供如下技术方案：
[0007]圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法，该方法以圆锥滚子轴承的内组件为检测对象，检测时，先将检测对象的轴承内圈固定，再让沿轴承内圈径向设置位移传感器与检测对象的保持架上的保持架梁相抵，然后分别将检测对象的保持架沿位移传感器上测量头的伸出方向和压缩方向推至极限位置，并由控制元件记录读数，最后将两次读数作差取绝对值得到游隙值。
[0008]通过上述方法测量圆锥滚子轴承保持架的径向游隙，相比于现有技术的人工检测方式，效率高，且测量误差小。[0009]作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法通过测量基准台、压紧旋转组件、数据采集组件，以及两套保持架推动组件的配合使用，实现圆锥滚子轴承保持架径向游隙的检测；所述测量基准台上具有水平的测量基准平面；所述压紧旋转组件包
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说 明 书
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括内圈压块、可由旋转驱动元件驱动相对内圈压块做转动的保持架压盘，以及设于保持架压盘上的一组沿圆周分布的弹性压头；所述数据采集组件包括传感器驱动元件和可由传感器驱动元件驱动的位移传感器；所述保持架推动组件包括推头驱动元件，以及可由推头驱动元件驱动的保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头；检测时：所述压紧旋转组件设于测量基准台的上方，可由升降驱动元件驱动作升降；所述数据采集组件设于检测平台的侧部；两套保持架推动组件呈相对状分别设于检测平台的两侧，且两套保持架推动组件的保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头，以及数据采集组件的位移传感器分布于同一竖向平面内；
[0010]检测过程包括如下步骤：
[0011]i.让检测对象的轴承内圈的大端面靠在测量基准平面上的指定位置；[0012]ii.内圈压块下压至压紧轴承内圈，同时，保持架压盘下压使设于保持架压盘上的弹性压头压紧轴承保持架的小端端面；
[0013]iii.位移传感器移动至测量头与检测对象相抵；[0014]iv.保持架压盘旋转，通过弹性压头带动检测对象的保持架旋转，调整保持架的周向位置，使位移传感器与保持架上的保持架梁相抵；
[0015]v.其中一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头伸出分别与保持架的小端和大端施加推力，将保持架推至极限位置，记录位移探头的读数，然后保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头收回；
[0016]vi.另一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头伸出，将保持架推至另一个方向的极限位置，记录位移探头的读数；
[0017]vii.将步骤v和vi记录的位移传感器读数作差后取绝对值得到游隙值。[0018]上述优化方案通过特定的测量基准台、压紧旋转组件、数据采集组件，以及两套保持架推动组件的配合使用，实现圆锥滚子轴承保持架径向游隙的检测，易于实施，有利于产业上推广。
[0019]作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法中，检测时，所述位移传感器上的测量头与保持架上的保持架梁的中部相抵。由于，保持架的大端和小端侧壁在检测时需与保持架小端弹性推头和保持架大端弹性推头配合，因此，让位移传感器上的测量头与保持架上的保持架梁的中部相抵最不容易与其它部分发生干涉，有利于实施。[0020]作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法中，所述保持架小端弹性推头的前端，对应于保持架的小端侧壁，设有第一弧形面；所述第一弧形面的曲率半径不小于保持架小端侧壁的曲率半径。进一步，所述第一弧形面的曲率半径等于保持架小端侧壁的曲率半径。
[0021]作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法中，所述保持架大端弹性推头的前端，对应于保持架的大端侧壁，设有第二弧形面；所述第二弧形面的曲率半
进一步，所述第二弧形面的曲率半径等于保持架大径不小于保持架大端侧壁的曲率半径。
端侧壁的曲率半径。
[0022]通过适配的弧形面推动保持架，弧形面对保持架具有夹持作用，起到防止保持架移动路线发生偏离的作用，可以进一步降低检测误差，提高检测的可靠性。弧形面与保持架上对应位置的曲率半径相同时，夹持作用最好。
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作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法中，所述内圈压块
的下部具有与轴承内圈小端适配的阶梯；检测时，通过阶梯处的轴肩压紧轴承内圈的小端面，轴肩下方的部分插入轴承内圈中对轴承内圈进行径向限位。检测时，轴肩压住轴承内圈，同时内圈压块插入轴承内圈中进行径向限位，可靠性高，有利于产业推广。[0024]作为优化方案，前述的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法中，所述保持架压盘上设有3个以上弹性压头。采用3个以上弹性压头，可靠性高。进一步，所述弹簧压头的数量为3个，两两沿周向间隔120度角分布。附图说明：
[0025]图1是使用本申请的方法检测圆锥滚子轴承保持架径向游隙原理图；[0026]图2是检测对象(内组件)的结构示意图；
[0027]图3是本申请实施例中的保持架推动组件的结构示意图；[0028]图4是本申请实施例中内圈压块的结构示意图。[0029]附图中标记：1‑轴承内圈；2‑圆锥滚子；3‑保持架，301‑保持架梁；4‑测量基准平面；5‑内圈压块，501‑轴肩；6‑保持架压盘；7‑ 弹性压头；8‑传感器驱动元件；9‑位移传感器；10‑推头驱动元件；11‑保持架小端弹性推头，1101‑第一弧形面；12‑保持架大端弹性推头，1201‑第二弧形面；13‑升降驱动元件；14‑伺服电机。具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本申请作进一步的说明，但并不作为对本申请限制的依据。[0031]参见图1‑4，本发明的圆锥滚子轴承保持架径向游隙检测方法以圆锥滚子轴承的内组件为检测对象(内组件由轴承内圈1、圆锥滚子 2和保持架3装配而成)，检测时，先将检测对象的轴承内圈1固定，再让沿轴承内圈1径向设置位移传感器9与检测对象的保持架3上的保持架梁301相抵，然后分别将检测对象的保持架3沿位移传感器9 上测量头的伸出方向和压缩方向推至极限位置，并由控制元件记录读数，最后将两次读数作差取绝对值得到游隙值。
[0032]实施例(参见图1‑4)：[0033]在本实施例中，本发明的方法通过测量基准台、压紧旋转组件、数据采集组件，以及两套保持架推动组件的配合使用，实现圆锥滚子轴承保持架径向游隙的检测。[0034]在本实施例中，所述测量基准台上具有水平的测量基准平面4；所述压紧旋转组件包括内圈压块5、可由旋转驱动元件驱动相对内圈压块5做转动的保持架压盘6(本实施例中，保持架压盘6为齿轮，旋转驱动元件由伺服电机14和齿轮组成，两个齿轮啮合形成齿轮减速机构，伺服电机14通过齿轮减速机构可以驱动保持架压盘6旋转)，以及设于保持架压盘6上的一组沿圆周分布的弹性压头7(圆周大小与工件的规格相适应)；所述数据采集组件包括传感器驱动元件8和可由传感器驱动元件8驱动的位移传感器9；所述保持架推动组件包括推头驱动元件10，以及可由推头驱动元件10驱动的保持架小端弹性推头11和保持架大端弹性推头12。
[0035]在本实施中，所述保持架小端弹性推头11的前端，对应于保持架3的小端侧壁，设
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有第一弧形面1101；所述第一弧形面1101的曲率半径等于保持架3小端侧壁的曲率半径。所述保持架大端弹性推头 12的前端，对应于保持架3的大端侧壁，设有第二弧形面1201；所述第二弧形面1201的曲率半径等于保持架3大端侧壁的曲率半径。[0036]在本实施中，所述内圈压块5的下部具有与轴承内圈1小端适配的阶梯；检测时，通过阶梯处的轴肩501压紧轴承内圈1的小端面，轴肩501下方的部分插入轴承内圈1中对轴承内圈1进行径向限位。[0037]在本实施中，所述弹簧压头7的数量为3个，两两沿周向间隔 120度角分布。[0038]在本实施中，所述位移传感器9上测量头的轴线指向保持架3 上的保持架梁301的中部。(检测时，所述位移传感器9上的测量头与保持架3上的保持架梁301的中部相抵。)[0039]在本实施例中，所述压紧旋转组件设于测量基准台的上方，可由升降驱动元件13驱动整体作升降；所述数据采集组件设于检测平台的侧部；两套保持架推动组件呈相对状分别设于检测平台的两侧，且两套保持架推动组件的保持架小端弹性推头11和保持架大端弹性推头12，以及数据采集组件的位移传感器9分布于同一竖向平面内。[0040]在本实施例中，传感器驱动元件8、推头驱动元件10和升降驱动元件13均为气缸，检测过程由PLC控制实现。[0041]在本实施例中，检测过程步骤如下：
[0042]i.让检测对象的轴承内圈1的大端面靠在测量基准平面4上的指定位置；(可以由上料装置推送至指定位置)
[0043]ii.内圈压块5下压至压紧轴承内圈1，同时，保持架压盘6下压使设于保持架压盘6上的弹性压头7压紧保持架3的小端端面；
[0044]iii.位移传感器9移动至测量头与检测对象相抵；[0045]iv.保持架压盘6旋转，通过弹性压头带动检测对象的保持架3 旋转，调整保持架3的周向位置，使位移传感器9与保持架3上的保持架梁301相抵；
[0046]v.其中一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头11和保持架大端弹性推头12伸出分别与保持架3的小端和大端施加推力，将保持架3推至极限位置，记录位移探头的读数，然后保持架小端弹性推头11和保持架大端弹性推头12收回；
[0047]vi.另一套保持架推动组件的保持架小端弹性推头11和保持架大端弹性推头12伸出，将保持架3推至另一个方向的极限位置，记录位移探头2的读数；
[0048]vii.将步骤v和vi记录的位移传感器读数作差后取绝对值得到游隙值。[0049]采用本发明的方法检测圆锥滚子轴承保持架径向游隙，检测效率高，且误差小。[0050]在产业上应用时，最好对测量对象进行多次测量，在多次测量结果均符合要求时，判断为合格。同一个检测对象的测量次数越多，结论越可靠。上述实施例中，对每个检测对象进行三次检测，在完成第一次检测后，保持架压盘6旋转120度，然后再次执行步骤v‑vii 完成第二次检测，获得第二个游隙值后，再重复第二个游隙值得检测过程，获得第三个游隙值，最后控制系统在三个游隙值均符合要求的情况下判断为合格，否则判断为不合格。[0051]上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。
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