軸承直徑與滾道半徑測量的裝置的製作方法

2023-07-27 14:20:36 1

專利名稱：軸承直徑與滾道半徑測量的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軸承直徑與滾道半徑測量的裝置。
背景技術：
滾動軸承的體積大，對產品的要求精度高，目前採用喬尺的測量方式，由於人工測量的誤差大，且方法的不準確性，只能大致的測量出軸承的直徑。目前急需設計一個精密的測量儀器，對軸承內圈外圈進行真實測試和採集。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種軸承直徑與滾道半徑測
量的裝置。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，特點包括機架、水平旋轉機構和工作檯，機架的底部安裝有移動輪，在機架的下方布置有支架，支架上安裝有水平旋轉機構，水平旋轉機構上固定有工作檯，機架上沿縱向布置有左直線運動機構和右直線運動機構,左直線運動機構與右直線運動機構相平行，左直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的左外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的左內位移傳感器，右直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的右外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的右內位移傳感器，左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器位於工作檯之上，左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器通過數據線連接數據處理與計算系統。進一步地，上述的軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，所述左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器均為二維線雷射位移傳感器。本實用新型技術方案的實質性特點和進步主要體現在本實用新型裝置對軸承內圈外圈進行輪廓採集，並對採集得到的數據進行初步的分析與處理，最後在計算機中上對取得的大量數據進行計算得到最後精準的軸承的滾道半徑以及整個軸承的直徑。二維線雷射位移傳感器對軸承表面的輪廓進行坐標採集，傳感器採集的所有輪廓數據保存在計算機，數據處理與計算系統對保存的數據進行查找，找出傳感器經過與圓心時採集的那組滾道輪廓數據，然後進行圓擬合得到圓心相對於傳感器的距離及滾道半徑。
以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明

圖1 :本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
[0012]本實用新型提供一種軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，對軸承內圈外圈進行真實測試和採集，並對採集得到的數據進行初步的分析與處理，最後在計算機中上對取得的大量數據進行計算得到最後精準的軸承的內道半徑以及整個軸承的半徑。如圖1所示，軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，包括機架1、水平旋轉機構3和工作檯4，機架I的底部安裝有移動輪，在機架I的下方布置有支架2，支架2上安裝有水平旋轉機構3，水平旋轉機構3上固定有工作檯4，機架I上沿縱向布置有左直線運動機構9和右直線運動機構10，伺服電機驅動左直線運動機構9和右直線運動機構10在水平面上沿Y軸進行移動，左直線運動機構9與右直線運動機構10相平行,左直線運動機構9上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的左外位移傳感器5和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的左內位移傳感器6，右直線運動機構10上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的右外位移傳感器7和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的右內位移傳感器8，左外位移傳感器5、左內位移傳感器6、右外位移傳感器7和右內位移傳感器8位於工作檯4之上,左外位移傳感器5、左內位移傳感器6、右外位移傳感器7和右內位移傳感器8通過數據線連接數據處理與計算系統；左外位移傳感器5、左內位移傳感器6、右外位移傳感器7和右內位移傳感器8均為二維線雷射位移傳感器。上述裝置進行軸承直徑與滾道半徑測量時，左外位移傳感器5與右外位移傳感器7為一對,左內位移傳感器6與右內位移傳感器8為一對,左外位移傳感器5與右外位移傳感器7檢測軸承11的外圈，左內位移傳感器6與右內位移傳感器8檢測軸承11的內圈，通過傳感器測量出被測物體截面上的每一個點的坐標，坐標的基準是以傳感器自身的位置為基準，根據截面輪廓曲線中各個點的坐標得到測量的滾道擬合的圓心的坐標；如果左外位移傳感器5與右外位移傳感器7之間的距離為LI，測量得到圓心的坐標(xl, yl), (x2, y2)則整個軸承的直徑為Ll-yl_y2如果左內位移傳感器6與右內位移傳感器8之間的距離為L2，測量得到的圓心的坐標(x3, y3) (x4, y4)則整個軸承的直徑為L2+yl+y2具體包括以下步驟( I)檢測時左直線運動機構9與右直線運動機構10在水平方向沿縱向Y軸移動一小段距離，使傳感器的光帶在移動過程中經過軸承的圓心，左外位移傳感器5採集軸承左側外表面輪廓坐標數據，左內位移傳感器6採集軸承左側內表面輪廓坐標數據，右外位移傳感器7採集軸承右側外表面輪廓坐標數據，右內位移傳感器8採集軸承右側內表面輪廓坐標數據，將採集的軸承輪廓數據發送給數據處理與計算系統保存；(2)左直線運動機構與右直線運動機構在水平方向沿縱向Y軸移動結束之後，數據處理與計算系統對所採集的輪廓數據進行分析，找出經過圓心的那組數據；輪廓數據分析的方法是針對每組輪廓曲線找到構成此曲線所有坐標中Y軸方向的最小值
,將每組的A都存在一個數組H中，對數組H進行計算，軸承外圈測量時找出最小值，軸
承內圈測量時找出最大值，從而找出經過圓心的那組輪廓數據；(3)根據得到的經過圓心的那組數據，進行圓擬合，得到圓心相對於傳感器(內圈是兩邊的傳感器，外圈是裡面的兩個傳感器)的坐標位置以及軸承滾道的半徑；其中，圓擬合的第一種方法為①在滾道輪廓中任取三個點，組成一個三角形，然後得到這個三角形的外接圓，進而求出外接圓的圓心坐標(A，以及圓心到三個點的距離，即滾道半徑；②步驟①重複m次，得到外接圓的圓心坐標A , ……ZjnF1, K , F3……Ym以及滾道半徑D1 ,D2,D3……Dm .
γτηY τη YY1TTi η③最後求出圓心坐標(Τ，t )和滾 道半徑f ;圓擬合的第二種方法為①先計算出滾道輪廓坐標中X與Y坐標的平均值，以平均值的X，Y作為圓心的坐標，然後計算所有輪廓的坐標到圓心的距離組成一個數組，並計算此數組的方差值aA ;②移動前次得到的圓心坐標在坐標系中沿Y軸的正方向以O. OOlmm為單位進行移動得到新的圓心坐標，然後計算輪廓坐標到圓心的距離組成一個數組，並計算此數組的方
差值；比大時，則之前的圓心坐標沿Y軸的負方向以O. OOlmm為單位進行移動得到新的圓心坐標，進而得到新的方差值^込^ ；當碼，!比ADs小時，此時的圓心坐標沿Y軸負方向以O. OOlmm為單位繼續移動得到新的圓心坐標，得到新的方差值△込，2 ^Δ￡)^比小時，則繼續沿Y軸負方向移動，然後比較新得到的方差值與之前的方差值，直到找到比大時，那之前的圓心坐標定為(入，$ );比&Μ、時，則繼續沿Y軸正方向移動，然後得到新的方差值肋￡—:,當ΔΙ:比小時，則繼續沿Y軸正方向移動，然後比較新得到的方差值與之前的方差值，直到找到比ΔΑη大時，那之前的圓心坐標定為(JT，Ff).[0033]③移動步驟②中的圓心坐標，F;)在坐標系中沿X軸的正方向以O. OOlmm為單位進行移動得到新的圓心坐標，然後計算輪廓坐標到圓心的距離組成一個數組，並計算此數組的方差值;比大時，則之前的圓心坐標沿X軸的負方向以O. OOlmm為單位進行移
動得到新的圓心坐標，進而得到新的方差值Δ昊^ ;當譁士I小時，此時的圓心坐標沿X軸負方向以O. OOlmm為單位繼續移動
得到新的圓心坐標，得到新的方差值^乓^ ;當&￡<比^^i小時，則繼續沿X軸負方向移
動，然後比較新得到的方差值與之前的方差值，直到找到比 大時，那之前的圓心坐標就為所要求的坐標； 比小時，則繼續沿X軸正方向移動，然後得到新的方差值,當m，:比&%^小時，則繼續沿X軸正方向移動，然後比較新得到的方差值與之前的方差值，直到找至櫨￡<比大時，那之前的圓心坐標就為所要求的坐標；(4)利用每對傳感器的之間的距離和滾道擬合出來的兩個圓的圓心相對於各自傳感器的距離，計算出兩個圓心之間的距離，也是整個軸承的直徑；(5)水平旋轉機構帶動工作檯上的軸承內圈和外圈旋轉，重複上述步驟(I) (4)得到滾道半徑R，整個軸承直徑D ；(6)水平旋轉機構帶動工作檯上的軸承內圈和外圈旋轉a度,重複上述步驟(I)
(4)，轉動 N=_^~次，得到A、％、％......Rn，D1JJ2、D3......Dn .
yn_ STV-_ S(7)最後求出滾道半徑T和軸承直徑十。在移動中找到經過圓心的測量位置；根據雷射位移傳感器本身的相對位置，以及投射到軸承滾道的圖像的圖像處理算法擬合出滾道的半徑及圓心相對於傳感器的坐標。計算出來滾道的半徑以及軸承的直徑。上述裝置對軸承內圈外圈進行輪廓採集，並對採集得到的數據進行初步的分析與處理，最後在計算機中上對取得的大量數據進行計算得到最後精準的軸承的滾道半徑以及整個軸承的直徑。數據採集部分是用二維線雷射位移傳感器對軸承表面的輪廓進行坐標採集，傳感器採集的所有輪廓數據保存在計算機，數據處理與計算系統對保存的數據進行查找，找出傳感器經過與圓心時採集的那組滾道輪廓數據，然後進行圓擬合得到圓心相對於傳感器的距離及滾道半徑。需要理解到的是以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，其特徵在於包括機架、水平旋轉機構和工作檯，機架的底部安裝有移動輪，在機架的下方布置有支架，支架上安裝有水平旋轉機構，水平旋轉機構上固定有工作檯，機架上沿縱向布置有左直線運動機構和右直線運動機構，左直線運動機構與右直線運動機構相平行，左直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的左外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的左內位移傳感器，右直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的右外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的右內位移傳感器，左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器位於工作檯之上，左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器通過數據線連接數據處理與計算系統。
2.根據權利要求1所述的軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，其特徵在於所述左外位移傳感器、左內位移傳感器、右外位移傳感器和右內位移傳感器均為二維線雷射位移傳感器。
專利摘要本實用新型涉及軸承直徑與滾道半徑測量的裝置，在機架的下方布置有支架，支架上安裝有水平旋轉機構，水平旋轉機構上固定有工作檯，機架上沿縱向布置有左直線運動機構和右直線運動機構，左直線運動機構與右直線運動機構相平行，左直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的左外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的左內位移傳感器，右直線運動機構上並列安裝有用於採集軸承外表面輪廓坐標數據的右外位移傳感器和用於採集軸承內表面輪廓坐標數據的右內位移傳感器，傳感器均連接數據處理與計算系統。對軸承內圈外圈進行輪廓採集並分析與處理，對大量數據進行計算得到精準的軸承的滾道半徑及整個軸承的直徑。
文檔編號G01B11/08GK202836517SQ20122027732
公開日2013年3月27日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者石文華 申請人:蘇州致幻工業設計有限公司