双列圆锥滚子轴承自动翻转轴向游隙检测仪设计

臧 平

（瓦房店轴承集团有限责任公司 工程中心，辽宁 瓦房店 116300）

双列圆锥滚子轴承自动翻转轴向游隙检测仪设计

臧 平

（瓦房店轴承集团有限责任公司 工程中心，辽宁 瓦房店 116300）

针对双列圆锥滚子轴承出厂时的批量检测问题，介绍了一种可自动翻转的轴承轴向游隙检测仪器，包括它的结构组成、工作原理及主要结构部件的设计。使用本检测仪有效地降低了操作者的劳动强度、提高了工作效率。

双列圆锥滚子轴承；轴向游隙；自动翻转；检测

1 前言

轴向游隙对双列圆锥滚子轴承的旋转精度、承载能力和使用寿命有很大影响，因此控制轴承轴向游隙十分重要，每套轴承出厂时轴向游隙是必检项目。根据圆锥滚子轴承轴向游隙检测标准，对外径φ90~φ130mm的圆锥滚子轴承检测时要施加150N的轴向力，并对轴承进行翻转测量，计算得到两次测量的差值即为轴承轴向游隙值。

汽车分厂原来采用手动游隙检测仪（图 1 所示）进行轴向游隙检测，检测精度不高。手动游隙检测仪在检测时，每次翻转都要操作一下翻转压杆，劳动强度很大。通过螺纹、压盖压紧轴承外套的方式也存在问题，首先对轴承施加多大的力不明确，不能保证每次加力一致；其次压不紧时测量的值不准确，对于直径小的轴承尤其如此。因此，研发设计了这种自动翻转轴承轴向游隙检测仪，有效地解决了测量问题、降低了劳动强度、提高了工作效率。

图1 轴向游隙检测仪

2 自动翻转轴承轴向游隙检测仪结构组成及工作原理

自动翻转轴承轴向游隙检测仪结构如图 2 所示，检测仪由机架、操作台架、翻转结构、加载机构、工装部分、工件定位机构、电气、光栅检测、气动等部分组成。

14轴座固定连接在12机架上，20光栅数显表放置在 19 电气操作盒上，19电气操作盒通过支架固定连接在 14 轴座上。15 摆动气缸也固定安装在 14 轴座上，15 摆动气缸的顶杆通过平键与 13 轴连接，13 轴通过 5 锁紧螺母与 1 翻转板固定连接，18 连接套固定连接在 1 翻转板上。3压盖通过螺栓与 2 上压座固定连接，4 光栅传感器通过 17 传感器调整架也固定在 2 上压座上，2 上压座固定在 1 翻转板的上部。16 定位机构、8 调整圈、10 气缸分别固定连接在 9 下压座上，7 心轴通过螺栓与 10 气缸顶杆连接，9 下压座固定在 1 翻转板的下部，11 操作台与 12 机架固定连接。

图2 自动翻转轴承轴向游隙检测仪结构简图

电气控制件、气动部分电磁阀放置在 12 机架内。气源通过气动三联件得到净化，连接减压阀控制整体压力后分两支路各自控制 10 气缸、15 摆动气缸，10 气缸支路上连接精密减压阀，通过它可读出气缸的顶出压力（即 6 被测双列圆锥滚子轴承外圈上施加的轴向力）。电气通过控制各个支路上的三位五通电磁铁，保证了两气缸的正确动作，电磁铁选择中封式，突然断电时气缸不动作，保证了操作者的安全。

11 操作台左侧台面放置合套被测轴承及隔套，检测时，将 6 被测轴承放置在 9 下压座上，轴承与两侧 16 定位机构上的小轴承相切即为准确定位。按 19 电气操作盒上的压紧按钮，10 气缸顶杆顶出，6 被测轴承被 7 心轴、3 压盖压紧，转动 6 被测轴承外圈，通过 4 光栅传感器、20 光栅数显表可显示读数。按 19 电气操作盒上的翻转按钮，15 摆动气缸翻转180°，转动 6被测轴承外圈，通过 4 光栅传感器、20 光栅数显表可直接显示游隙。按 19 电气操作盒上的翻转按钮，15 摆动气缸翻转180°，按 19 电气操作盒上的压紧按钮，10 气缸顶杆退回，取出 6 被测轴承。游隙值在标准范围内，放在 11 操作台右侧，取下一被测轴承；游隙值超出标准范围，在 11 操作台面上更换隔套。

19 电气操作盒、20 光栅数显表在 6 被测轴承的上方，操作、读数方面；设计的11操作台架台面与轴承装配台面同高，方便了操作者取放轴承、更换隔套，进一步提高了工作效率，降低了劳动强度。

3 主要结构部件

主要结构部件有轴与轴座、连接套构成的气路结构、工装部分及定位机构。

3.1 轴与轴座、连接套构成的气路结构

摆动气缸一直在做180°的翻转，气路常规的连接方式将导致气管也随着打弯摆动，气管打弯严重将无法保证气缸正常通气量，因此如何更好地为压紧气缸通气是本检测仪设计的难点之一。

本检测仪采用了机械方式，使轴与轴座、连接套构成气路，解决了这一问题，其结构如图 3所示。

图中可看出，净化好的空气从A孔、B孔通入气路，从C孔、D孔排出，连接在压紧气缸的两个气孔上。 A孔通过工艺孔F与C孔连接成通路，B孔通过工艺孔E与D孔连接成通路。E孔、F孔右端堵死，A孔、B孔、C孔、D孔两侧使用O型密封圈，保证各自通路封闭。A孔、B孔、C孔、D孔中心线的轴环切，保证轴转动在任意位置上气路都是畅通的。

图3 轴与轴座、连接套构成的气路

3.2 工装部分

每个规格的双列圆锥滚子轴承都配有专用工装（图 4），工装包括心轴、压盖和调整圈。

图4 工装

被测轴承推入时是放置在调整圈上的，故调整圈的内径小于被测轴承内圈外径，高度与下压座等高，心轴最大径小于调整圈内径，便于顶出，高度低于下压座，便于被测轴承的推入、推出。

心轴、压盖与被测轴承内径采用间隙配合，心轴、压盖大端面压在被测轴承的内圈端面上，L值小于压紧气缸行程，保证被测轴承可靠加载。

3.3 定位机构

定位机构通过螺栓固定在下压座上，定位机构主要由支架、深沟球轴承、轴及垫片、螺母构成（如图 5）。支架上开有长槽，便于各个规格被测轴承定位使用。

每套轴承推入检测仪时，被测轴承外径与两侧深沟球轴承外径相切（点接触），视为放置在正确位置，当被测轴承被气缸顶起、放下时，轴承外圈表面无磕碰、划伤。

图5 定位机构

4 结束语

自动翻转轴承轴向游隙检测仪操作简单、使用方便，检测效率高，检测值可靠，非常适用于双列圆锥滚子轴承的出厂检测。

（编辑：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，工程师.