调心滚子轴承装配方法的改进探索

摘  要：从目前实际应用的状况看来，国内的调心滚子轴承装配方法主要还是以手工装配为主。这样就会带来精度、效率等方面的一些问题，已经在当前的工业信息化大环境下显得稍显落后。因此就需要对调心滚子轴承装配方法进行改进，结合实际应用场合的效率要求以及精度要求来进行优化升级，以此来满足当代轴承装配的生产要求。

关键词：调心滚子轴承;装配;改进

中图分类号：TH133.33   文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00

我国正处在产业转型升级的重要阶段，提高调心滚子轴承装配方法效果，具有较强的现实意义，有利于提高相关机械的载荷能力、稳定性、精度等多方面性能。但是由于种种原因限制，导致目前调心滚子轴承装配方法还存在一定的可改进空间，这样才能更好的满足企业未来发展的需求。

1关于调心滚子轴承装配方法的概述

从物理组成的角度看来，调心滚子轴承可以分为两组对称安装的鼓形滚子。从实际应用场合来看，能够有效地克服重荷载环境面临的重荷载情况，在一些造纸机械、石油机械等场合中有大量应用。由于具有对称的滚子结构，那么在承担负荷时，这些负荷会均匀地在滚子上分布开来。目前整个世界范围内都越来越注重轴承的精度，这也成为了衡量一个国家工业水平的重要标准之一。但是轴承的精度很大程度上都受制于轴承装配过程的影响。如果仅仅依靠传统的手工装配模式，不可避免的是会存在较大的精度误差，并且整个装备效率也比较低。

在工业技术比较发达的西方国家，已经针对轴承的自动装配过程开展了大量研究，并且已经建立了相应的自动装配生产线。但是国内由于技术的限制以及对这方面的研发资源投入比较少，资源投入比较少，导致国内的调心滚子轴承自动装配还需进一步加大研究力度。西方先进的轴承自动装配生产线，实现了生产、装配、检测一体化模式，生产效率十分高。

在装配调心滚子轴承时，滚子以及轴承内外圈都会存在一些碰撞的可能性，这也是会直接影响到装配精度的重要方面。并且人工装配的工作人员具备的工作素养不一样，在实际装配的过程中还存在一定的不可控性，很难达到期望的装配精度。稍有不慎，就会导致装配压力与期望值不一致，这同样会降低精度。前文已经提出，滚子的装配需要具有对称性，以此来在受到荷载的情况下保持受力均匀，这样也能延长轴承的使用寿命以及性能。

2半自动装滚子机的设计方案

2.1 現行的装配方法

目前企业在装配轴承时，主要是通过小型吊运机来对轴承内圈的位置进行控制，然后将滚子放到预期的保持架上。紧接着对轴承外圈进行调运，这一过程需要确保轴承外圈具有一定的倾斜角度。标准的方法是要使保持架的空余位置和轴承垂直承分布，给滚子施加一定的外力，使得滚子旋转，然后其中没有滚子的部分就能够显露出来，通过安装工人使用手工锤轻轻敲击需要放入的滚子，当所需的辊子完全进入之后，通过调整内圈的倾斜角度，使得内圈和外圈保持平行的关系[1]，至此就已经完成了整个装配过程。考虑到实际应用需求以及性能，一般还会在完成安装之后对存在的空余位置使用金属片来进行捣实。从上述现行的装配方法可以看出，许多重要的装配过程都是需要人工进行的，如果在装配的过程中的使用力度不是最佳的状态，那么就极有可能会出现碰上滚子和沟道的情况，一旦应用在高精度场合下，所达到的实际精度就不能够确保。此外，考虑到填滚子角的问题，在使用小锤子进行敲击时，还存在可能出现漏装的可能性，因此可以断定传统的人工装配方法存在较大误差。

2.2 改进标准

在已经明确了现行的调心滚子轴承装配方法存在的缺陷之后，就需要进行下一步的改进，这里首先需要明确相应的改进标准，才能够使得整个改进朝着更加科学的方向进行。第一点是设备要能够实现两种工作模式，这两种工作模式分别为自动装配和手动装备，这两个工作模式之间要能够根据装配的需求进行切换。第二点则是设备的整个制造尺寸要能够考虑到实际操作过程，达到操作方便这一使用原则。第三点则是要尽量降低整个设备操作的风险，在其中一部分装配过程中很有可能伴随着一定的危险，要在这些地方加装隔离罩或者是防护板。

整个设备要满足调心滚子轴承装配精度高和装备速度快这两个要求。在装配过程中当一个零件完成装配之后，要能够实现自动上料，完成整个自动控制过程。当设备检测到袋装陪内圈和外圈到达指定的位置之后，就可以进行下一步自动定位和夹紧操作[2]。和人工装配过程类似，自动装配过程也需要做好倾斜机构的设计，以此来保证轴承外圈倾斜一定的角度，这样才能够有利于滚子进入。在完成了装配之后，通过传输机构将轴承运输到下一工序的工作区域。这一过程需要综合使用机械、电气以及控制相关专业知识。

2.3 设计方案

在自动上料部分中，目前已经有很多工业场合的流水线能够实现自动化上料，因此这部分经验可以直接根据设备的情况来进行移植，完成快速上料。上料的速度要确保和整个流水线的装配协调，避免出现短时间堆积过多或者是长时间等待的情况，一定要严格避免轴承装配过程中涉及到的各项零件出现碰撞的情况。头层外径一般比较大，要确保上料稳定，不能够影响到下一阶段的各个工序。

在定位机构中，主要承担的工作是能够将待加工的零件以及各项组件移动到已经设定好的位置，然后通过外力来进行夹紧。这一过程如果不能够达到精准定位，直接带来的影响就是有可能造成零件在加工过程中滑动，产生较大的误差。定位机构中需要对轴承内圈和外圈进行定位和夹紧，内圈定位和外圈定位需要在空间上保持契合关系，留有一定的空间余量，这样才能够有利于整个定位和夹紧过程更加流畅的进行[3]。

在自动检测机构中，直接关乎到整个系统的控制效果。通过自动检测的方法采集到装配过程的各项数据信息，根据这些数据信息分析得到整个装配过程的实际状况，以便进行设备的自我监控和实时检测。然后通过已经设定好的控制程序来进行控制，将相应的命令传送到执行末端，完成整个自动装配过程。其中就包含了上下料、进给装置的进给量、装配速度等多项重要参数。

在装配装置中，需要实现动作的连续性，这里采用逐个振动压入装配的模式。其中需要使用振动盘来发挥作用，通过偏心装置，以便在操作工人的手动工作模式下，按照需求来逐个压入滚子。这种方法实现了手工装備和自动控制两种模式的统一，能够根据实际装配与需求来调节装配速度。一旦设备出现了故障，就能够直接在手动操作的指令下停止装配，以便进行下一步的检修操作，减少损失。并且由于自动检测装置的介入，可以直接在故障检测系统做帮助下监测整个系统的运行状况，提高故障响应的速度。

在外圈倾斜装置中，要改变传统的人工控制倾斜角度的方式，借助气动装置或者液压装置来完成此过程。结合自动控制系统，可以通过连杆机构或者是凸轮机构来对这些气动装置或者是液压装置进行控制，使得倾斜角度更加精确。

在退让机构中，当一个滚子装配完成之后，就需要在整个系统的控制下通过装配机构来进行退让，留出一定的空间，这样才能够有利于下一个动作的开展。退让机构的工作精度要求十分高，考虑到实际运动规律，可以优先选用滚珠丝杠副或者是齿条传动。

3半自动装滚子机结构设计

3.1 自动装配机构结构设计

在设计方案中，将上下料机构都放在同一个装置里。这样带来的优势是能够根据控制过程来实现上下料的同时进行。整个设备采用可编程逻辑控制器（PLC）来进行控制，首先在旋转机构方面，通过伺服电机以及减速器的配合，形成竖直方向上的旋转运动，以此来带动丝杠工作台移动，这一过程就能够实现滚子的有序装入和移动。在完成装配滚子之后，通过辅助板的阻挡作用，以此来避免辊子不出现掉落的情况。角度进给机构通过单独的电机来提供动力，使得丝杠和水平方向的角度能够根据程序控制来进行变化。

3.2 辅助结构设计

定位装置可以看作是辅助结构设计中的一个重要组成部分，将内圈定位块固定在内轴上。在装配的过程中，如果轴承内圈被抓取之后，定位装置就需要发挥顶起机构作用，此时气爪要撤去作用。在传统的人工装配过程中，上下料都是通过手工调运的。因此在本次辅助结构设计中，直接将上下料机构合并在一起。在气爪的作用下，达到预定的位置，也就是装配台的上方[4]。此时，轴承外圈会被顶起，紧接这整个升降装置开始下降，就完成了该过程。

3.3 转送装置设计

在上料时，通过动力辊筒的作用，使得轴承外圈开始发生空间位移，然后到达预定区域，此时气缸开始发挥作用，使得轴承外圈开始被顶起，这一过程要持续稳定进行，直到轴承外圈被抓手抓起。动力辊筒分为两种，分别是链传动动力和齿轮传动动力这两种模式。这里选用齿轮传动辊筒，其主要优势是精度十分高，在一些短距离的传动场合下性能突出。传送装置的动力来源于电机，实现物料的线性进给。可以看出传送装置需要和其他各个机构进行配合，这样才能够使整个调心滚子轴承装配过程有条不紊的进行。

4结语

本文对调心滚子轴承装配方法进行了介绍，并提出了相应的改进方案。这种半自动装配设备很好的改进了传统手工装配的众多弊端，确保了装配精度高、工作效率高、安全可靠性高等众多优势。通过这种改进方法，能够有效地提升调心滚子轴承装配的效果，满足更加未来更加高标准场合下的工业控制要求，有效降低装配成本，缩短装配周期，装配成功率高，产品使用寿命长，因此具有较强的可行性，能够达到预期的改进效果。

参考文献

[1]唐荣斌，张宏帅.安装调心轴承的工艺方法[J].科学技术创新，2019（8）：137-138.

[2]胡晔平，郭又志.圆锥滚子轴承与调心滚子轴承用于平行轴减速器的效果对比[J].装备制造技术，2016（4）：118-120+126.

[3]杨金宏.工件卡具在大型调心滚子轴承安装中的运用[J].江苏煤炭，2003（1）：23-25.

[4]杨萍，卢金燕，苏博.调心滚子轴承的合套验算[J].轴承，2002（12）：32-33.

收稿日期：2020-01-07

作者简介：孙艳平（1989—），男，内蒙古赤峰人，本科，助理工程师，研究方向：轴承。