深溝球軸承裝配機的工作方式研究

趙春輝

（無錫技師學院(立信中專），無錫 214153）

軸承作為機械零件中的基礎類零件，其主要有兩大種類：滑動軸承和滾動軸承。其中最為常見的軸承是深溝球，如圖1所示。本品為標準件，由專門工廠批量生產[1]。裝配為本品生產的重要組成方面之一。人們將生產合格的深溝球軸承的內圈、外圈、滾動體、保持架進行準確的裝配，使得軸承達到相應的性能[2]。

深溝球軸承的裝配工藝過程為滾動軸承零件如內圈、外圈、滾動體和保持架等，經檢驗合格后，進入裝配車間進行裝配，其過程如下：軸承內、外圈進料→內、外滾溝道尺寸分組選別（檢查游隙）→內外圈合套→滾珠入料→鉚合保持架→終檢→退磁、清洗→防銹、包裝→入成品庫。

圖1 深溝球軸承

在軸承裝配中，手工裝配軸承時，工人的勞動強度大，裝配效率低，無法保證軸承的裝配質量。本文以某公司的深溝球軸承619/9型的自動裝配線的工作方式為對象，研究有效提升軸承裝配的方法[3]。

1 自動裝配機的基本組成結構

深溝球軸承自動裝配機的機構模塊組成主要有：內、外圈入料裝置模塊，自動檢測裝置模塊，自動中轉裝置模塊，機械手傳動裝置模塊和滾珠進料裝置模塊。

2 設備的主要參數

軸承自動裝配機的主要參數是其工作性能的主要指標，也是設計的依據。其主要的參數有：可裝配軸承的直徑、合套機的工作空間和各個機構的工作速度。本文依據現實狀況設計本設備合套系統的主要參數，如表1所示。

軸承自動裝配機各機構和部件的運動時間分配如下：外圈（內圈）進料機構動作為2s；外圈推料機構（內圈推料機構）動作為2s；外圈檢測機構檢測（內圈檢測機構檢測）動作為1s；外圈中轉機構接收外圈（內圈中轉機構接收內圈）動作為2s；直線機械手機構動作為4s；中轉機構選擇合適的內外圈并旋轉至出料工位動作為2s；翻轉機械手機構動作為4s；內外圈的氣缸動作為1.5s；內圈推動氣缸動作為2s；外圈推動氣缸動作為4s；滾珠進料機構裝入滾珠動作為4s。

表1 軸承自動裝配機合套系統的主要設計參數

4 設備的工作方式

在自動裝配機工作的過程中，每個機構完成各自的功能，利用機械手傳遞軸承內外圈，完成每一步工序之間的操作。機械手實現抓料、放料，其載荷可以達到40N。在實際運用中，可以使用不同的夾緊氣缸來實現不同軸承零件的裝配。該系統的各個運動如圖2所示[4-5]。

圖2 軸承自動裝配機合套系統各運動機構

該合套系統的機構具體工作的步驟：外圈進料機構進料（內圈進料機構進料）→直線機械手機構將外圈（內圈）送至下一工序→外圈檢測機構檢測外圈溝道尺寸（內圈檢測機構檢測內圈溝道尺寸）→直線機械手機構將外圈（內圈）送至下一工序→外圈中轉機構接收外圈（內圈中轉機構接收內圈）→中轉機構選擇合適的內外圈并旋轉至出料工位→翻轉機械手機構將內外圈送至下一工序→滾珠進料機構進行內外圈的合套操作→滾珠進料機構在合套的內外圈中裝入滾珠。上述內容中，內外圈進料、檢測、中轉操作是同時進行的。

（1）開始工作時，操作人員將軸承的外圈放入外圈進料機構，如圖3所示，并將軸承的內圈套在內圈安置桿上，放置于內圈進料機構，如圖4所示。

圖3 外圈放置外圈進料機構實物圖

圖4 內圈放置內圈進料機構實物圖

（2）外圈進料裝置中的轉盤轉動將外圈傳遞至外圈推料裝置處，如圖5所示，同時內圈進料裝置也運作將內圈傳遞到與外圈中心平行的位置，如圖6所示。

圖5 外圈進料機構推料實物圖

圖6 內圈進料機構推料實物圖

（3）機械手將內外圈分別送至各自的檢測機構進行檢測，圖7為機械手送至外圈檢測機構實物圖，圖8為機械手送至內圈檢測機構實物圖。

圖7 機械手送至外圈檢測機構實物圖

圖8 機械手送至內圈 檢測機構實物圖

（4）將檢測好的軸承內外圈放置到中轉機構的相應位置上，并通過機械手傳遞到裝配導軌上。圖9為中轉機構實物圖，圖10為機械手實物圖。

（5）軸承內外圈在傳送導軌上實現裝配，如圖11所示，并通過滾珠進料機構將滾珠注入配合在一起的軸承內外圈，如圖12所示。

圖9 中轉機構實物圖

圖10 機械手實物圖

（6）合套系統最終將裝配好的內外圈送至下一臺設備進行保持架鉚接裝配操作，其傳遞過程如圖13所示。

圖11 傳送導軌實物圖

圖12 滾珠進料 機構實物圖

圖13 傳送至下一臺 設備過程實物圖

5 結論

本文以深溝球軸承裝配機的工作方式為研究對象，通過Creo軟件建立內、外圈入料裝置模塊、自動檢測裝置模塊、自動中轉裝置模塊、機械手傳動裝置模塊、滾珠進料裝置模塊的三維模型，根據相應的模型，研究其工作方式，這些研究為以后設備的優化提供了原始的模型數據。