[發明專利]角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201910955846.3
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110530272B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 楊芳;李濟順;王曉明;馬喜強;陳運鵬;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）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B17/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 賈東東

本發明涉及一種角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法，測量裝置包括：內圈安裝結構、傳感器支架、擺角電機，非接觸式測距傳感器、上編碼器及計算機，測量時，由擺角電機驅使非接觸式測距傳感器繞擺角電的擺動輸出部的回轉中心軸線擺動，以擺動軸線擺動輸出部的回轉中心軸線為坐標原點時，在整個非接觸測量過程中，原點位置并不發生改變，非接觸式測距傳感器測量的均是擺動軸線的回轉中心軸線到相應外輪廓點的間距，進而可有效簡化后續的計算過程。而且，相對現有技術中的利用轉動的支架驅使位移傳感器擺動測距的結構，本發明中傳感器支架固定不動，擺角電機驅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。

技術領域

本發明具體涉及一種角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置及測量方法。

背景技術

角接觸球軸承可同時承受徑向和軸向載荷，具有轉速高、精度高等優點。該類軸承的內溝道設計復雜，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”。在實際測量套圈“溝位置”時，因為角接觸球軸承溝形“不完整”，經常出現測量準確度、測量精度達不到要求的問題。

角接觸球軸承內圈溝道位置是其重要的幾何參數，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的中國發明專利申請中公開了一種深溝球軸承內圈溝位置的非接觸檢測裝置，包括工作臺，工作臺上設有電機，電機的電機軸上設有檢測電機軸轉動角度的編碼器，電機軸的自由端連接有傳感器支架，傳感器支架上設有位移傳感器，檢測時，待測的軸承內圈放置在套圈傳感器支架上，電機通過傳感器支架驅動位移傳感器擺動，由位移傳感器檢測對應的軸承內圈截面曲線上點的位移，通過獲得的旋轉角度和位移，計算出套圈截面曲線上的點云坐標，擬合曲線后可獲得準確的溝位置數據。

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

發明內容

本發明提供一種角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置，以解決現有技術中電機轉軸與位移傳感器偏心布置使得位移傳感器所在原點始終變化進而導致后續計算過程繁瑣的技術問題；同時，本發明還提供一種角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量方法，以解決現有技術中以始終變動的位移傳感器所在位置為原點的計算方法較為繁瑣的技術問題。

為實現上述目的，本發明所提供的角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置的技術方案是：角接觸球軸承內圈溝道位置的非接觸測量裝置，其特征在于：包括：內圈安裝結構，用于支撐安裝待測的軸承內圈；傳感器支架；擺角電機，安裝在所述傳感器支架上，位于所述內圈安裝結構旁側，將軸承內圈的軸向定義為X向，將擺角電機擺動輸出部的回轉中心軸線延伸方向定義為Y向，擺角電機的擺動輸出部在XZ平面內擺動；非接觸式測距傳感器，安裝在所述擺角電機的擺動輸出部上，并由擺動輸出部驅動繞所述回轉中心軸線在XZ平面內擺動，以掃描測量所述軸承內圈在XZ平面內的外輪廓線上的相應輪廓點與所述非接觸式測距傳感器之間的距離，進而得到所述軸承內圈在XZ平面內的外輪廓線上的相應輪廓點與所述回轉中心軸線的距離；上編碼器，設置在所述擺角電機上，用于檢測擺角電機驅使非接觸式測距傳感器在XZ平面內的轉動角度；計算機，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。