倪寶培，范浩明

(泰安技師學(xué)院，山東 泰安 271000)

0 引 言

被動自鎖軸承廣泛應(yīng)用于油田井下檢測設(shè)備和機床。目前，被動自鎖軸承生產(chǎn)企業(yè)只是用簡單的裝置檢測軸承是否具有自鎖功能，對于軸承實際能夠承受的扭矩沒有定量的測量裝置。用戶選擇產(chǎn)品時，也只能按照生產(chǎn)企業(yè)給出的產(chǎn)品的理論計算扭矩來選擇。由于產(chǎn)品加工過程中誤差的存在，勢必造成產(chǎn)品的實際扭矩和理論計算扭矩不一致。會給生產(chǎn)企業(yè)和用戶帶來不必要的麻煩和經(jīng)濟損失。為此，設(shè)計了被動自鎖軸承扭矩測量裝置，實踐證明，該裝置能準(zhǔn)確測量被動自鎖軸承的實際扭矩，為生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品合格率提供了保障，為用戶選擇產(chǎn)品提供了實際依據(jù)。

1 被動自鎖軸承的工作原理

被動自鎖軸承[1]的結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。

圖1 被動自鎖軸承裝配圖1,8.標(biāo)準(zhǔn)軸承 2.鎖緊圈 3.滾針 4,7.內(nèi)圈 5.彈簧 6.鎖鍵

它是一種具有鎖緊功能的軸承。軸承裝配成套后, 便有主動端、被動端之分, 當(dāng)機構(gòu)帶動主動端軸承內(nèi)圈正向或反向旋轉(zhuǎn)時, 克服彈簧的壓力推動鎖鍵脫離鎖緊圈, 帶動被動端內(nèi)圈旋轉(zhuǎn), 進(jìn)而帶動下一級機構(gòu); 當(dāng)主動端停止輸入動力時, 被動端無論施加正向、反向力矩都不能帶動主動端轉(zhuǎn)動, 此時, 在被動力矩及彈簧力作用下鎖鍵與鎖緊圈摩擦鎖緊, 即被動自鎖, 整個機構(gòu)停止運行。

2 被動自鎖軸承扭矩測量裝置

被動自鎖軸承所能承受的扭矩是有一定要求的，當(dāng)被動端施加的扭矩大于軸承所能承受的扭矩時，其自鎖性能將失效。目前，關(guān)于被動自鎖軸承額定扭矩的數(shù)值，都是生產(chǎn)廠家基于計算得出的額定扭矩[3]，并非每套軸承的實際扭矩。由于生產(chǎn)過程中，加工誤差的存在，導(dǎo)致被動自鎖軸承實際扭矩與計算的額定扭矩存在偏差。

為此，設(shè)計了一種測量被動自鎖軸承扭矩的裝置[4]，該裝置既能測量裝配完成后的軸承是否具有自鎖功能，又能準(zhǔn)確測量出軸承所能承受的最大扭矩。為軸承檢測和使用者選擇合適扭矩的軸承提供了保證。

2.1 被動自鎖軸承扭矩測量裝置的結(jié)構(gòu)組成

該裝置機械部分如圖2所示，共11部分組成。底板11上有燕尾導(dǎo)軌，主動端支撐組件1、被動端支撐組件9、軸承安裝套組件4，底面有燕尾槽，可以在底板上軸向滑動，也可以在底板上用螺栓固定。被動自鎖軸承安裝套4內(nèi)有半圓形鍵槽，與軸承上的滾針配合。主動端軸上安裝角位移傳感器3，被動端軸上安裝扭矩傳感器7，傳感器與電腦相連。主動端軸2、被動端軸6與被動自鎖軸承內(nèi)圈鍵連接。安裝過程要保證主動端軸、被動端軸、手輪軸、軸承安裝套四者必須同軸。

圖2 被動自鎖軸承扭矩檢測裝置示意圖1.主動端支撐組件 2.主動端軸 3.角位移傳感器 4.軸承安裝套組件 5.被動自鎖軸承 6.被動端軸 7.扭矩傳感器 8.手輪軸 9.被動端支撐組件 10.手輪 11.底座

2.2 被動自鎖軸承扭矩測量裝置工作原理

將被測軸承主動端在左、被動端在右裝入安裝套4，推動主動端支撐組件1、被動端支撐組件9，使軸上的鍵分別與被測軸承內(nèi)圈鍵槽配合，固定主動端支撐組件、軸承安裝套組件、被動端支撐組件。將傳感器置零。在手輪上按順時針(或逆時針)方向施加力，這時，扭矩傳感器測得的扭矩數(shù)值會在電腦系統(tǒng)顯示，隨著施加在手輪上的力的不斷增大，扭矩數(shù)值也不斷增大,角位移傳感器輸出的數(shù)值為0。繼續(xù)增大作用在手輪上的力，直到角位移傳感器輸出的數(shù)值由0剛剛變?yōu)榉?的臨界點，停止增大作用在手輪上的力，這時扭矩傳感器輸出的扭矩數(shù)值即為被測軸承的最大扭矩值M[5]。

對于不同型號的軸承，只要更換軸承安裝套、主動端軸、被動端軸即可進(jìn)行扭矩的測量。

3 測量數(shù)值的處理

使用該裝置測得的軸承扭矩M，為其所能承受的實際最大扭矩?，F(xiàn)實生產(chǎn)中，對于廣大用戶來講，不能以此數(shù)值作為選用軸承的依據(jù)，而應(yīng)該對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，即用測量數(shù)值乘以適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)。一般安全系數(shù)取值為0.68～0.80。

4 結(jié) 語

此扭矩測量裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，實用性強，測量準(zhǔn)確，使用效果明顯。為被動自鎖軸承產(chǎn)品的檢驗提供了便利，大大提高了產(chǎn)品的檢查效率，為產(chǎn)品的出廠合格率提供了有力保障。同時為被動自鎖軸承的廣大用戶選擇合適扭矩的軸承提供了實際的依據(jù)。