[發(fā)明專利]角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910955846.3
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110530272B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊芳;李濟(jì)順;王曉明;馬喜強(qiáng);陳運(yùn)鵬;郭楠;余永健;薛玉君;李倫;司東宏;韓紅彪;隋新;劉春陽
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B17/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 賈東東

本發(fā)明涉及一種角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法，測量裝置包括：內(nèi)圈安裝結(jié)構(gòu)、傳感器支架、擺角電機(jī)，非接觸式測距傳感器、上編碼器及計算機(jī)，測量時，由擺角電機(jī)驅(qū)使非接觸式測距傳感器繞擺角電的擺動輸出部的回轉(zhuǎn)中心軸線擺動，以擺動軸線擺動輸出部的回轉(zhuǎn)中心軸線為坐標(biāo)原點(diǎn)時，在整個非接觸測量過程中，原點(diǎn)位置并不發(fā)生改變，非接觸式測距傳感器測量的均是擺動軸線的回轉(zhuǎn)中心軸線到相應(yīng)外輪廓點(diǎn)的間距，進(jìn)而可有效簡化后續(xù)的計算過程。而且，相對現(xiàn)有技術(shù)中的利用轉(zhuǎn)動的支架驅(qū)使位移傳感器擺動測距的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中傳感器支架固定不動，擺角電機(jī)驅(qū)動非接觸式測距傳感器擺動的方式，有效避免裝配誤差帶來的測量影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)

角接觸球軸承可同時承受徑向和軸向載荷，具有轉(zhuǎn)速高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。該類軸承的內(nèi)溝道設(shè)計復(fù)雜，角接觸球軸承套圈溝道的曲面輪廓接近于圓弧的1/ 4，稱為“半溝”。在實(shí)際測量套圈“溝位置”時，因為角接觸球軸承溝形“不完整”，經(jīng)常出現(xiàn)測量準(zhǔn)確度、測量精度達(dá)不到要求的問題。

角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置是其重要的幾何參數(shù)，目前主要采用的測量方法有：輪廓儀檢測、專用樣板檢測和三坐標(biāo)測量法等，但這些方法都有明顯的不足，難以滿足高精度軸承的測量需要。在申請公布號為CN109059766A的中國發(fā)明專利申請中公開了一種深溝球軸承內(nèi)圈溝位置的非接觸檢測裝置，包括工作臺，工作臺上設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有檢測電機(jī)軸轉(zhuǎn)動角度的編碼器，電機(jī)軸的自由端連接有傳感器支架，傳感器支架上設(shè)有位移傳感器，檢測時，待測的軸承內(nèi)圈放置在套圈傳感器支架上，電機(jī)通過傳感器支架驅(qū)動位移傳感器擺動，由位移傳感器檢測對應(yīng)的軸承內(nèi)圈截面曲線上點(diǎn)的位移，通過獲得的旋轉(zhuǎn)角度和位移，計算出套圈截面曲線上的點(diǎn)云坐標(biāo)，擬合曲線后可獲得準(zhǔn)確的溝位置數(shù)據(jù)。

上述的非接觸檢測裝置中，配置編碼器的電機(jī)通過傳感器支架驅(qū)動位移傳感器擺動，傳動路線相對較長，電機(jī)轉(zhuǎn)軸和傳感器支架會累計進(jìn)入測量結(jié)果內(nèi)，這導(dǎo)致編碼器測得的轉(zhuǎn)角結(jié)果與位移傳感器測得的距離結(jié)果匹配性不好，誤差較大，影響測量準(zhǔn)確度。而且，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線與位移傳感器偏心布置，在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，位移傳感器所在位置始終在圍繞電機(jī)轉(zhuǎn)軸擺動，位移傳感器為原點(diǎn)的坐標(biāo)系始終在變化，導(dǎo)致后續(xù)計算過程十分繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)轉(zhuǎn)軸與位移傳感器偏心布置使得位移傳感器所在原點(diǎn)始終變化進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)計算過程繁瑣的技術(shù)問題；同時，本發(fā)明還提供一種角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中以始終變動的位移傳感器所在位置為原點(diǎn)的計算方法較為繁瑣的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置的技術(shù)方案是：角接觸球軸承內(nèi)圈溝道位置的非接觸測量裝置，其特征在于：包括：內(nèi)圈安裝結(jié)構(gòu)，用于支撐安裝待測的軸承內(nèi)圈；傳感器支架；擺角電機(jī)，安裝在所述傳感器支架上，位于所述內(nèi)圈安裝結(jié)構(gòu)旁側(cè)，將軸承內(nèi)圈的軸向定義為X向，將擺角電機(jī)擺動輸出部的回轉(zhuǎn)中心軸線延伸方向定義為Y向，擺角電機(jī)的擺動輸出部在XZ平面內(nèi)擺動；非接觸式測距傳感器，安裝在所述擺角電機(jī)的擺動輸出部上，并由擺動輸出部驅(qū)動繞所述回轉(zhuǎn)中心軸線在XZ平面內(nèi)擺動，以掃描測量所述軸承內(nèi)圈在XZ平面內(nèi)的外輪廓線上的相應(yīng)輪廓點(diǎn)與所述非接觸式測距傳感器之間的距離，進(jìn)而得到所述軸承內(nèi)圈在XZ平面內(nèi)的外輪廓線上的相應(yīng)輪廓點(diǎn)與所述回轉(zhuǎn)中心軸線的距離；上編碼器，設(shè)置在所述擺角電機(jī)上，用于檢測擺角電機(jī)驅(qū)使非接觸式測距傳感器在XZ平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動角度；計算機(jī)，與所述非接觸式測距傳感器和上編碼器連接，以接收非接觸式測距傳感器輸出的測距信息和上編碼器輸出的角度信息。