雙列圓錐滾子軸承自動翻轉軸向游隙檢測儀設計

臧 平

（瓦房店軸承集團有限責任公司 工程中心，遼寧 瓦房店 116300）

雙列圓錐滾子軸承自動翻轉軸向游隙檢測儀設計

臧 平

（瓦房店軸承集團有限責任公司 工程中心，遼寧 瓦房店 116300）

針對雙列圓錐滾子軸承出廠時的批量檢測問題，介紹了一種可自動翻轉的軸承軸向游隙檢測儀器，包括它的結構組成、工作原理及主要結構部件的設計。使用本檢測儀有效地降低了操作者的勞動強度、提高了工作效率。

雙列圓錐滾子軸承；軸向游隙；自動翻轉；檢測

1 前言

軸向游隙對雙列圓錐滾子軸承的旋轉精度、承載能力和使用壽命有很大影響，因此控制軸承軸向游隙十分重要，每套軸承出廠時軸向游隙是必檢項目。根據圓錐滾子軸承軸向游隙檢測標準，對外徑φ90~φ130mm的圓錐滾子軸承檢測時要施加150N的軸向力，并對軸承進行翻轉測量，計算得到兩次測量的差值即為軸承軸向游隙值。

汽車分廠原來采用手動游隙檢測儀（圖 1 所示）進行軸向游隙檢測，檢測精度不高。手動游隙檢測儀在檢測時，每次翻轉都要操作一下翻轉壓桿，勞動強度很大。通過螺紋、壓蓋壓緊軸承外套的方式也存在問題，首先對軸承施加多大的力不明確，不能保證每次加力一致；其次壓不緊時測量的值不準確，對于直徑小的軸承尤其如此。因此，研發設計了這種自動翻轉軸承軸向游隙檢測儀，有效地解決了測量問題、降低了勞動強度、提高了工作效率。

圖1 軸向游隙檢測儀

2 自動翻轉軸承軸向游隙檢測儀結構組成及工作原理

自動翻轉軸承軸向游隙檢測儀結構如圖 2 所示，檢測儀由機架、操作臺架、翻轉結構、加載機構、工裝部分、工件定位機構、電氣、光柵檢測、氣動等部分組成。

14軸座固定連接在12機架上，20光柵數顯表放置在 19 電氣操作盒上，19電氣操作盒通過支架固定連接在 14 軸座上。15 擺動氣缸也固定安裝在 14 軸座上，15 擺動氣缸的頂桿通過平鍵與 13 軸連接，13 軸通過 5 鎖緊螺母與 1 翻轉板固定連接，18 連接套固定連接在 1 翻轉板上。3壓蓋通過螺栓與 2 上壓座固定連接，4 光柵傳感器通過 17 傳感器調整架也固定在 2 上壓座上，2 上壓座固定在 1 翻轉板的上部。16 定位機構、8 調整圈、10 氣缸分別固定連接在 9 下壓座上，7 心軸通過螺栓與 10 氣缸頂桿連接，9 下壓座固定在 1 翻轉板的下部，11 操作臺與 12 機架固定連接。

圖2 自動翻轉軸承軸向游隙檢測儀結構簡圖

電氣控制件、氣動部分電磁閥放置在 12 機架內。氣源通過氣動三聯件得到凈化，連接減壓閥控制整體壓力后分兩支路各自控制 10 氣缸、15 擺動氣缸，10 氣缸支路上連接精密減壓閥，通過它可讀出氣缸的頂出壓力（即 6 被測雙列圓錐滾子軸承外圈上施加的軸向力）。電氣通過控制各個支路上的三位五通電磁鐵，保證了兩氣缸的正確動作，電磁鐵選擇中封式，突然斷電時氣缸不動作，保證了操作者的安全。

11 操作臺左側臺面放置合套被測軸承及隔套，檢測時，將 6 被測軸承放置在 9 下壓座上，軸承與兩側 16 定位機構上的小軸承相切即為準確定位。按 19 電氣操作盒上的壓緊按鈕，10 氣缸頂桿頂出，6 被測軸承被 7 心軸、3 壓蓋壓緊，轉動 6 被測軸承外圈，通過 4 光柵傳感器、20 光柵數顯表可顯示讀數。按 19 電氣操作盒上的翻轉按鈕，15 擺動氣缸翻轉180°，轉動 6被測軸承外圈，通過 4 光柵傳感器、20 光柵數顯表可直接顯示游隙。按 19 電氣操作盒上的翻轉按鈕，15 擺動氣缸翻轉180°，按 19 電氣操作盒上的壓緊按鈕，10 氣缸頂桿退回，取出 6 被測軸承。游隙值在標準范圍內，放在 11 操作臺右側，取下一被測軸承；游隙值超出標準范圍，在 11 操作臺面上更換隔套。

19 電氣操作盒、20 光柵數顯表在 6 被測軸承的上方，操作、讀數方面；設計的11操作臺架臺面與軸承裝配臺面同高，方便了操作者取放軸承、更換隔套，進一步提高了工作效率，降低了勞動強度。

3 主要結構部件

主要結構部件有軸與軸座、連接套構成的氣路結構、工裝部分及定位機構。

3.1 軸與軸座、連接套構成的氣路結構

擺動氣缸一直在做180°的翻轉，氣路常規的連接方式將導致氣管也隨著打彎擺動，氣管打彎嚴重將無法保證氣缸正常通氣量，因此如何更好地為壓緊氣缸通氣是本檢測儀設計的難點之一。

本檢測儀采用了機械方式，使軸與軸座、連接套構成氣路，解決了這一問題，其結構如圖 3所示。

圖中可看出，凈化好的空氣從A孔、B孔通入氣路，從C孔、D孔排出，連接在壓緊氣缸的兩個氣孔上。 A孔通過工藝孔F與C孔連接成通路，B孔通過工藝孔E與D孔連接成通路。E孔、F孔右端堵死，A孔、B孔、C孔、D孔兩側使用O型密封圈，保證各自通路封閉。A孔、B孔、C孔、D孔中心線的軸環切，保證軸轉動在任意位置上氣路都是暢通的。

圖3 軸與軸座、連接套構成的氣路

3.2 工裝部分

每個規格的雙列圓錐滾子軸承都配有專用工裝（圖 4），工裝包括心軸、壓蓋和調整圈。

圖4 工裝

被測軸承推入時是放置在調整圈上的，故調整圈的內徑小于被測軸承內圈外徑，高度與下壓座等高，心軸最大徑小于調整圈內徑，便于頂出，高度低于下壓座，便于被測軸承的推入、推出。

心軸、壓蓋與被測軸承內徑采用間隙配合，心軸、壓蓋大端面壓在被測軸承的內圈端面上，L值小于壓緊氣缸行程，保證被測軸承可靠加載。

3.3 定位機構

定位機構通過螺栓固定在下壓座上，定位機構主要由支架、深溝球軸承、軸及墊片、螺母構成（如圖 5）。支架上開有長槽，便于各個規格被測軸承定位使用。

每套軸承推入檢測儀時，被測軸承外徑與兩側深溝球軸承外徑相切（點接觸），視為放置在正確位置，當被測軸承被氣缸頂起、放下時，軸承外圈表面無磕碰、劃傷。

圖5 定位機構

4 結束語

自動翻轉軸承軸向游隙檢測儀操作簡單、使用方便，檢測效率高，檢測值可靠，非常適用于雙列圓錐滾子軸承的出廠檢測。

（編輯：林小江）

Design of axial clearance detector of auto-reverse double row tapered roller bearing

Zang Ping
( Engineering Center, Wafangdian Bearing Group Co., Ltd., Wafangdian116300, China )

In view of the problem of double row tapered roller bearings delivery detection, this paper introduces a kind of automatic reverse bearing axial clearance testing instrument, Including its structure, working principle and the design of main structure parts. This tester is used to effectively reduce the labor intensity of operators, improve the working efficiency.

double row tapered roller bearing; axial clearance; auto-reverse; detection

TH133.33+2

B

1672-4852（2016）04-0030-03

2016-07-13.

臧 平（1982-）女，工程師.