用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法
2024-01-30 22:17:15
專利名稱：用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法
技術領域：
本發明屬於軸承檢測技術領域，尤其涉及到一種用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法。
背景技術：
軸承含有外圈、內圈以及滾動體，通常外圈另一端面被固定而內圈一端面被定位且勻速轉動，在勻速轉動下對內圈一端面施加有許用軸向力Fa，在許用軸向力Fa以及滾動體的限位下勻速轉動的內圈另一端面相對外圈另一端面就會產生一個軸向位移，將該軸向位移的算術平均值稱其之軸承軸向凸出量，軸向凸出量的大小影響著軸承的旋轉精度，軸向凸出量較大時導致軸承會被卡死並產生嚴重磨損，軸向凸出量較小時內圈在勻速轉動時會產生軸向竄位，軸向竄位導致軸承的旋轉精度降低。因此軸承在具體使用時對內圈一端面施加的實際軸向載荷必須嚴格控制在Fa內，即便如此，出廠前也要在勻速轉動下通過許用軸向力Fa來檢測軸承軸向凸出量是否符合設計要求。目前採用凸出量測量儀來檢測軸承的軸向凸出量，該凸出量測量儀存在如下問題:
一、通過氣壓缸或是液壓缸來對內圈一端面施加軸向力，該軸向力不能直觀被讀出且是否符合許用軸向力Fa，影響到軸承軸向凸出量檢測的準確性；
二、通過手動轉動芯軸來驅動內圈轉動，手動旋轉芯軸的速度不是勻速轉動狀態，且手動旋轉芯軸的穩定性較差，也影響到軸承軸向凸出量檢測的準確性。將勻速轉動及軸向力合二為一用來檢測軸承軸向凸出量的控制方法至今未見相關報導。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，該控制方法通過一套檢測裝置可以實現軸承的勻速轉動，並在勻速轉動下對內圈施加可以監控的軸向力，提高了軸承軸向凸出量檢測的精度，控制方法簡單、實用。為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案:
所述用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，軸承軸向凸出量表示:當外圈另一端面被固定而內圈一端面被定位且勻速轉動，在勻速轉動下對內圈一端面施加有許用軸向力Fa，在許用軸向力Fa以及滾動體的限位下勻速轉動的內圈另一端面相對外圈另一端面就會產生一個軸向位移，該軸向位移的算術平均值稱之為軸承軸向凸出量；控制方法涉及到一套檢測裝置，所述檢測裝置含有氣缸或液壓缸、軸承、蝸輪、蝸杆、無刷電機、控制器、計算機、顯示器、芯軸、壓力傳感器、主軸、滑鍵以及推桿，本發明的控制方法如下:
氣缸或液壓缸的推桿上聯接法蘭套，所述法蘭套內通過內螺母固定軸承，軸承通過外螺母固定主軸的一端，主軸的另一端多邊形內孔中套接有芯軸，主軸的另一端與芯軸之間配置壓力傳感器，在主軸的中間段上配置滑鍵，通過滑鍵在主軸的中間段上安裝有蝸輪，蝸輪與蝸杆嚙合，蝸杆與無刷電機聯接，壓力傳感器的引線和氣缸或液壓缸的控制引線分別與計算機聯接，無刷電機經控制器聯接後再與計算機聯接，計算機與顯示器聯接；
將被測軸承安裝在芯軸上並使被測軸承的內圈一端面緊靠在芯軸的臺階端，被測軸承的外圈通過固定座固定且所述固定座頂在外圈另一端面，所述固定座的中心軸線與芯軸以及主軸的中心軸線平行且重合；當計算機通過指令給控制器啟動無刷電機時，無刷電機通過蝸杆和蝸輪驅動主軸和芯軸轉動，通過計算機監控能夠實現無刷電機達到勻速狀態並使主軸和芯軸也達到勻速狀態，在所述勻速狀態下計算機再通過指令控制氣缸或液壓缸的推桿向右運動，推桿向右運動使主軸和芯軸也向右運動，主軸在向右運動的過程中通過滑鍵使蝸輪和蝸杆的相對位置不發生改變，推桿向右運動會通過主軸作用在壓力傳感器上，壓力傳感器產生的軸向壓力信號即時通過所述引線反饋到計算機中，計算機通過預先設置的程序將所述軸向壓力信號轉換為即時軸向力，所述即時軸向力與計算機儲存的被測軸承許用軸向力Fa進行比對，所述即時軸向力不能>被測軸承許用軸向力Fa，否則被測軸承將被損壞，當所述即時軸向力小於被測軸承許用軸向力Fa時通過計算機逐漸增大推桿向右運動的推力，直至所述即時軸向力等於被測軸承許用軸向力Fa時就能檢測出被測軸承軸向凸出量，無刷電機達到勻速狀態的轉速以及所述即時軸向力的測定值通過計算機反饋給顯示器進行即時顯示。上述所述法蘭套內固定的軸承或是四點接觸球軸承，或是配對角接觸球軸承，或是配對圓錐滾子軸承。由於採用如上所述技術方案，本發明產生如下積極效果:
1、本發明的控制方法通過一套檢測裝置可以實現被測軸承的勻速轉動，並在勻速轉動下對被測軸承的內圈施加可以監控的軸向力，提高了被測軸承軸向凸出量的檢測精度，控制方法具有簡單、實用之特點。2、本發明的檢測裝置既可以實現勻速轉動，又可以實現施加軸向力，這對實現被測軸承檢測軸向凸出量是非常重要的，徹底解決了背景技術所存在的問題，其作用是顯而易見的，有效提高了被測軸承軸向凸出量的檢測精度。3、主軸的轉動依靠滑鍵所聯接的蝸輪一蝸杆一無刷電機來實現，而主軸的勻速轉動則依靠計算機所設定的程序來控制無刷電機來實現。
圖1是本發明的控制方法示意簡 圖1中:1_氣缸或液壓缸；2-軸承；3-蝸輪；4-蝸杆；5_無刷電機；6_控制器；7-計算機；8_顯示器；9_被測軸承；10_芯軸；11-壓力傳感器；12_主軸；13_滑鍵；14-推桿。
具體實施例方式本發明是一種用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，本發明的控制方法通過一套檢測裝置可以實現被測軸承的勻速轉動，並在勻速轉動下對被測軸承的內圈施加可以監控的軸向力，提高了被測軸承軸向凸出量的檢測精度，控制方法具有簡單、實用之特點。軸承的軸向凸出量表示:當外圈另一端面被固定而內圈一端面被定位且勻速轉動，結合圖1而言所述另一端面是指外圈以及內圈的右端面，而所述一端面是指外圈以及內圈的左端面，以下相同。在勻速轉動下對內圈一端面施加有許用軸向力Fa，在許用軸向力Fa以及滾動體的限位下勻速轉動的內圈另一端面相對外圈另一端面就會產生一個軸向位移，該軸向位移的算術平均值稱之為軸承軸向凸出量。本發明不研究被測軸承的軸向凸出量如何檢測，因為軸承軸向凸出量的檢測已是本領域所公知的，本發明只研究如何實現被測軸承的勻速轉動和在勻速轉動下如何對被測軸承施加等於許用軸向力Fa的即時軸向力控制方法，被測軸承9的許用軸向力Fa已在計算機7中儲存備用。通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發明，本發明並不局限於下面的實施例，公開本發明的目的旨在保護本發明範圍內的一切變化和改進。結合圖1，本發明的控制方法涉及到一套檢測裝置，所述檢測裝置含有氣缸或液壓缸1、軸承2、蝸輪3、蝸杆4、無刷電機5、控制器6、計算機7、顯示器8、芯軸10、壓力傳感器
11、主軸12、滑鍵13以及推桿14。在所述檢測裝置中:
氣缸或液壓缸I的推桿14上聯接法蘭套，所述法蘭套內通過內螺母固定軸承2，軸承
2通過外螺母固定主軸12的一端，主軸12的另一端多邊形內孔中套接有芯軸10，結合圖1主軸的左端稱為所述一端而其右端稱為所述另一端，所述多邊形內孔以正四方內孔為主，主軸12的另一端與芯軸10之間配置壓力傳感器11，在主軸12的中間段上配置滑鍵13，通過滑鍵13在主軸12的中間段上安裝有蝸輪3，蝸輪3與蝸杆4嚙合，蝸杆4與無刷電機5聯接，壓力傳感器11的引線和氣缸或液壓缸I的控制引線分別與計算機7聯接，無刷電機5經控制器6聯接後再與計算機7聯接，計算機7與顯示器8聯接。上述是所述檢測裝置的基本配置狀況，可以明顯看出:
主軸12的轉動依靠滑鍵13所聯接的蝸輪3 —蝸杆4 —無刷電機5來實現，而主軸12的勻速轉動則依靠計算機7所設定的程序來控制無刷電機5。氣缸或液壓缸I的推桿14可以實現主軸12 —芯軸10按其軸線方法左右移動並對被測軸承9施加軸向力，對被測軸承9施加的軸向力大小可以通過壓力傳感器11反饋到計算機7中進行比對，當主軸12勻速轉動時，通過滑鍵13可以實現主軸12的左右移動，主軸12在左右移動過程中並不影響蝸輪3的勻速轉動，也不改變蝸輪3 —蝸杆4 —無刷電機5的相對位置，所以所述檢測裝置既可以實現勻速轉動，又可以實現施加軸向力，這對實現被測軸承9檢測軸向凸出量是非常重要的，徹底解決了背景技術所存在的問題，其作用是顯而易見的，有效提高了被測軸承9軸向凸出量的檢測精度。上述所述法蘭套內固定的軸承2或是四點接觸球軸承,或是配對角接觸球軸承，或是配對圓錐滾子軸承，這些軸承可同時承受徑向力和雙向軸向力，並可實現主軸12勻速旋轉時氣缸或液壓缸I的推桿14不轉動。計算機7的數據處理程序也可採用PLC進行數據處理，根據本發明的控制方法來設置計算機7的數據處理程序對本領域普通技術人員並非難事。將被測軸承9安裝在芯軸10上並使被測軸承9的內圈一端面緊靠在芯軸的臺階端，被測軸承9的外圈通過固定座固定且所述固定座頂在外圈另一端面，所述固定座的中心軸線與芯軸10以及主軸12的中心軸線平行且重合，這也說明被固定的氣缸或液壓缸I中心軸線與所述固定座的中心軸線也要平行且重合。當計算機7通過指令給控制器6啟動無刷電機5時，無刷電機5通過蝸杆4和蝸輪3驅動主軸12和芯軸10轉動，通過計算機7監控能夠實現無刷電機5達到勻速狀態並使主軸12和芯軸10也達到勻速狀態，在所述勻速狀態下計算機7再通過指令控制氣缸或液壓缸I的推桿14向右運動，推桿14向右運動使主軸12和芯軸10也向右運動，主軸12在向右運動的過程中通過滑鍵13使蝸輪3和蝸杆4的相對位置不發生改變，推桿14向右運動會通過主軸12作用在壓力傳感器11上，壓力傳感器11產生的軸向壓力信號即時通過所述引線反饋到計算機7中，計算機7通過預先設置的程序將所述軸向壓力信號轉換為即時軸向力，所述即時軸向力與計算機7儲存的被測軸承9許用軸向力Fa進行比對，所述即時軸向力不能>被測軸承許用軸向力Fa，否則被測軸承9將被損壞，當所述即時軸向力小於被測軸承許用軸向力Fa時通過計算機7逐漸增大推桿14向右運動的推力，直至所述即時軸向力等於被測軸承許用軸向力Fa時就能檢測出被測軸承軸向凸出量，無刷電機5達到勻速狀態的轉速以及所述即時軸向力的測定值通過計算機7反饋給顯示器8進行即時顯示，操作人員通過顯示器8可以實時監控所述檢測裝置的工作狀態並通過計算機7來修正。為了公開本發明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是應了解的是，本發明旨在包括一切屬於本構思和本發明範圍內的實施例的所有變化和改進。
權利要求
1.用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，軸承軸向凸出量表示:當外圈另一端面被固定而內圈一端面被定位且勻速轉動，在勻速轉動下對內圈一端面施加有許用軸向力Fa，在許用軸向力Fa以及滾動體的限位下勻速轉動的內圈另一端面相對外圈另一端面就會產生一個軸向位移，該軸向位移的算術平均值稱之為軸承軸向凸出量；控制方法涉及到一套檢測裝置，所述檢測裝置含有氣缸或液壓缸(I)、軸承(2)、蝸輪(3)、蝸杆(4)、無刷電機(5)、控制器(6)、計算機(7)、顯示器(8)、芯軸(10)、壓力傳感器(11)、主軸(12)、滑鍵(13)以及推桿(14)，其特徵是:氣缸或液壓缸(I)的推桿(14)上聯接法蘭套，所述法蘭套內通過內螺母固定軸承(2)，軸承(2)通過外螺母固定主軸(12)的一端，主軸(12)的另一端多邊形內孔中套接有芯軸(10)，主軸(12)的另一端與芯軸(10)之間配置壓力傳感器(11)，在主軸(12)的中間段上配置滑鍵(13)，通過滑鍵(13)在主軸(12)的中間段上安裝有蝸輪(3)，蝸輪(3)與蝸杆(4)嚙合，蝸杆(4)與無刷電機(5)聯接，壓力傳感器(11)的引線和氣缸或液壓缸(I)的控制引線分別與計算機(7)聯接，無刷電機(5)經控制器(6)聯接後再與計算機(7)聯接，計算機(7)與顯示器(8)聯接；將被測軸承(9)安裝在芯軸(10)上並使被測軸承(9)的內圈一端面緊靠在芯軸(10)的臺階端，被測軸承(9)的外圈通過固定座固定且所述固定座頂在外圈另一端面，所述固定座的中心軸線與芯軸(10)以及主軸(12)的中心軸線平行且重合；當計算機(7)通過指令給控制器(6)啟動無刷電機(5)時，無刷電機(5)通過蝸杆⑷和蝸輪(3)驅動主軸(12)和芯軸(10)轉動，通過計算機(7)監控能夠實現無刷電機(5)達到勻速狀態並使主軸(12)和芯軸(10)也達到勻速狀態，在所述勻速狀態下計算機(X)再通過指令控制氣缸或液壓缸(I)的推桿(14)向右運動，推桿(14)向右運動使主軸(12)和芯軸(10)也向右運動，主軸(12)在向右運動的過程中通過滑鍵(13)使蝸輪(3)和蝸杆(4)的相對位置不發生改變，推桿(14)向右運動會通過主軸(12)作用在壓力傳感器(11)上，壓力傳感器(11)產生的軸向壓力信號即時通過所述引線反饋到計算機(7)中，計算機(7)通過預先設置的程序將所述軸向壓力信號轉換為即時軸向力，所述即時軸向力與計算機⑵儲存的被測軸承(9)許用軸向力Fa進行比對，所述即時軸向力不能>被測軸承許用軸向力Fa，否則被測軸承(9)將被損壞，當所述即時軸向力小於被測軸承許用軸向力Fa時通過計算機(7)逐漸增大推桿向右運動的推力，直至所述即時軸向力等於被測軸承(9)許用軸向力Fa時就能檢測出被測軸承(9)軸向凸出量，無刷電機(5)達到勻速狀態的轉速以及所述即時軸向力的測定值通過計算機(7)反饋給顯示器(8)進行即時顯示。
2.根據權利要求1所述用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，其特徵是:所述法蘭套內固定的軸承(2)或是四點接觸球軸承，或是配對角接觸球軸承，或是配對圓錐滾子軸承。
全文摘要
用於軸承軸向凸出量檢測的勻速轉動及軸向力控制方法，將被測軸承(9)安裝在芯軸(10)上，計算機(7)指令給控制器(6)啟動無刷電機(5)實現蝸杆(4)、蝸輪(3、主軸(12)以及芯軸(10)勻速轉動，再通過計算機指令氣缸或液壓缸(1)的推桿(14)向右運動並通過主軸作用在壓力傳感器(11)上，壓力傳感器產生的軸向壓力信號即時反饋到計算機中被測軸承許用軸向力Fa進行比對，直至等於被測軸承許用軸向力Fa時就能檢測出被測軸承軸向凸出量，本發明既可以實現勻速轉動又可以施加軸向力，這對實現被測軸承檢測軸向凸出量是非常重要的，所產生的效果是顯而易見的，有效提高了被測軸承軸向凸出量的檢測精度。
文檔編號G01B21/02GK103206936SQ20131007966
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者範雨晴, 馬瑩, 張偉 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司