金杜挺 陳宇航 毛小豪 王煒健

摘要：針對(duì)市場(chǎng)部分軸承裝配企業(yè)現(xiàn)有軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化程度低、可調(diào)節(jié)性低、適應(yīng)性低，研究一種軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括工件氣缸、檢測(cè)模塊、測(cè)量氣缸、工件平臺(tái)、檢測(cè)托板、絲桿、電機(jī)、系統(tǒng)平臺(tái)等，全自動(dòng)化完成軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)的所有步驟。機(jī)械系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)完成后，虛擬運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果表明系統(tǒng)可自動(dòng)完成軸承內(nèi)/外圈溝道偏差值檢測(cè)與讀取。

Abstract： Aiming at the existing bearing ring channel deviation value detection equipment of some bearing assembly enterprises in the market， a mechanical system for detecting the bearing ring channel deviation value is researched with low automation， low adjustability， and low adaptability. The system mainly includes a workpiece cylinder， a detection module， a measuring cylinder， a workpiece platform， a detection pallet， a screw， a motor， a system platform， etc.， and all steps of the bearing ring channel deviation detection are fully automated. After the design of each part of the mechanical system is completed， the virtual motion simulation results show that the system can automatically complete the detection and reading of the bearing inner / outer ring channel deviation value.

關(guān)鍵詞：軸承套圈;偏差值檢測(cè);機(jī)械系統(tǒng);運(yùn)動(dòng)仿真

Key words： bearing ring;deviation detection;mechanical system;motion simulation

0 ?引言

軸承內(nèi)/外圈游隙檢測(cè)與選配是整個(gè)軸承裝配生產(chǎn)線中重要一環(huán)[1]。軸承套圈游隙值檢測(cè)準(zhǔn)確度直接影響了軸承壽命、潤(rùn)滑性、質(zhì)量等參數(shù)[2]。部分廠家采用手持游隙值檢測(cè)設(shè)備對(duì)內(nèi)/外圈進(jìn)行游隙值檢測(cè)，這樣的檢測(cè)方法不僅檢測(cè)效率低，差錯(cuò)率高，且容易對(duì)軸承套圈產(chǎn)生損壞[3]。因而部分廠家選用一些偏差值檢測(cè)設(shè)備，但此類軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)設(shè)備普遍存在如下問題[4]：自動(dòng)化程度不高，部分設(shè)備仍需一定程度手工操作[5];檢測(cè)精度不高，檢測(cè)結(jié)果不理想，無法保證檢測(cè)精度，進(jìn)而無法確保匹配環(huán)節(jié)的最佳效果，從而無法保證最終軸承成品各項(xiàng)性能參數(shù)[6];檢測(cè)適應(yīng)性低，檢測(cè)設(shè)備靈活性不高。針對(duì)這一現(xiàn)象，研究軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)工藝，在此基礎(chǔ)上結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，完成軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)研究，研究?jī)?nèi)容包括：整體方案設(shè)計(jì)，各部分機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，三維建模，虛擬運(yùn)動(dòng)仿真等。

與原有一般軸承溝道偏差值檢測(cè)設(shè)備相比，新系統(tǒng)的投入使用克服了溝道偏差值檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化程度不高、檢測(cè)精度不高等缺陷，大幅減少企業(yè)人工成本，提高軸承套圈批量檢測(cè)精度，提高整體檢測(cè)效率，為內(nèi)外圈匹配算法提供有力保障。設(shè)備應(yīng)用后，軸承裝配廠家反映軸承質(zhì)量明顯提高。設(shè)備投入使用后，以無錫工業(yè)園地區(qū)軸承廠家為例，效益可增加7968萬/年。

1 ?機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1所示，檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)主要由工件氣缸、檢測(cè)模塊、測(cè)量氣缸、工件平臺(tái)、檢測(cè)托板、絲桿、電機(jī)、系統(tǒng)平臺(tái)等組成。工件平臺(tái)安裝于系統(tǒng)平臺(tái)上方，工件平臺(tái)中的凹槽可容納相應(yīng)數(shù)量待檢測(cè)工件，工件之間傳輸與移動(dòng)由安裝于工件平臺(tái)右端，與工件平臺(tái)等高的工件氣缸完成。工件平臺(tái)的一側(cè)安裝檢測(cè)模塊，檢測(cè)模塊的檢測(cè)運(yùn)行過程由測(cè)量氣缸實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)模塊和測(cè)量氣缸均安裝于檢測(cè)托板上，檢測(cè)托板與其底部的絲桿通過連接件相連接。電機(jī)帶動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)檢測(cè)托板帶動(dòng)檢測(cè)模塊，完成與絲桿同向的運(yùn)動(dòng)，這一方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)模塊相對(duì)于工件的進(jìn)出。

檢測(cè)模塊局部視圖如圖2所示，雙球測(cè)量塊和單球測(cè)量塊通過布置于其中間的“X”型連接鉸鏈對(duì)向等高安裝連接，“X”型連接鉸鏈與單球測(cè)量塊后方測(cè)量氣缸實(shí)現(xiàn)兩個(gè)測(cè)量塊下端在一定程度上的張開與閉合。雙球測(cè)量塊下方連接兩個(gè)測(cè)量探爪，相應(yīng)的連接兩個(gè)等量的測(cè)量球，單球測(cè)量塊下方連接一個(gè)測(cè)量探爪，該測(cè)量探爪下方連接一個(gè)測(cè)量球。三個(gè)測(cè)量探爪下方的測(cè)量球處于同一圓周線上，互相配合協(xié)助傳感器獲得測(cè)量數(shù)據(jù)。

工件檢測(cè)運(yùn)行過程如圖2所示，工件氣缸將待檢測(cè)工件推送至工件平臺(tái)上對(duì)應(yīng)凹槽。絲桿在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)檢測(cè)托板實(shí)現(xiàn)絲桿同向運(yùn)動(dòng)。檢測(cè)模塊經(jīng)過與工件的定位后完成在檢測(cè)托板上的安裝。以外圈工件為例，工件到達(dá)工件臺(tái)對(duì)應(yīng)位置后，測(cè)量氣缸推動(dòng)與之相連的單球測(cè)量塊向雙球測(cè)量塊一側(cè)移動(dòng)，電機(jī)絲桿推動(dòng)整個(gè)測(cè)量模塊向前移動(dòng)。三個(gè)測(cè)量球深入工件內(nèi)部后，測(cè)量氣缸回復(fù)至原有位置，三個(gè)測(cè)量球到達(dá)工件檢測(cè)位置，等待傳感器讀取數(shù)據(jù)。傳感器數(shù)據(jù)獲取完成后，測(cè)量氣缸再次向前推動(dòng)單球測(cè)量塊向前，三個(gè)測(cè)量球之間的距離收縮，絲桿與電機(jī)配合完成檢測(cè)模塊的退出，工件氣缸帶動(dòng)工件回復(fù)至原位置完成工件的檢測(cè)。

2 ?結(jié)論

針對(duì)市場(chǎng)部分軸承裝配企業(yè)現(xiàn)有軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化程度低、可調(diào)節(jié)性低、適應(yīng)性低，研究一種軸承套圈溝道偏差值檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括工件氣缸、檢測(cè)模塊、測(cè)量氣缸、工件平臺(tái)、檢測(cè)托板、絲桿、電機(jī)、系統(tǒng)平臺(tái)等。機(jī)械系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)完成后，按照設(shè)計(jì)完成三維建模與裝配，并進(jìn)行虛擬運(yùn)動(dòng)仿真，結(jié)果表明系統(tǒng)可全自動(dòng)化完成軸承內(nèi)/外圈溝道偏差值檢測(cè)與讀取，根據(jù)企業(yè)批量軸承使用數(shù)據(jù)顯示，軸承裝配過程中的檢測(cè)環(huán)節(jié)改為由偏差值檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)完成后，成品軸承壽命等參數(shù)明顯提升，說明偏差值檢測(cè)系統(tǒng)提升了軸承內(nèi)外圈溝道偏差值的檢測(cè)效率，從而提高了軸承內(nèi)外圈匹配效率[7]，提升軸承壽命。

參考文獻(xiàn)：

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