一种钢球定量分组装置

付华强，刘旗，郭培锐，郑昊天，奚强

(1.东方电气风电股份有限公司，四川 德阳 618099；2.洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039；3.河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 471039；4.高性能轴承数字化设计国家国际科技合作基地，河南 洛阳 471039)

钢球是轴承的重要零件，市场上的各类钢球分选机[1-2]适用于大批量钢球的直径分组、计数包装等，对于多规格、小批量的中小型轴承用钢球定量独立包装，需反复调整，成本高。目前，该类轴承装配所需钢球的定量独立包装均采用人工分拣，肉眼分辨，准确性差，需二次核对，仍不能完全杜绝少装、多装甚至混装钢球，极易造成归零事件，且整个过程劳动强度大，效率低，人力成本相对高。鉴于此，利用杠杆原理[3]设计开发了一种适应于多规格、小批量的中小型轴承钢球定量分组装置。

1 新型钢球定量分组装置结构

新型钢球定量分组装置结构如图1所示，主要包括料仓、夹球机构以及挡球机构，夹球机构和底板的结构示意图如图2所示。

1—夹球棒；2—摆杆；3—U形支架；4—挡球板；5—料仓；6—支承架；7,9—支承杆；8—底板；10—接球盘；11—底座。

1—调节部；2—固定部；3—调节孔。

1.1 结构特点

1)料仓呈倾斜式，由多个挡板封闭组合而成[5]，宽度方向的间隙由上到下逐渐减小，通过支承架支承于底板上方，较低的一侧设有出球口，出球口尺寸与钢球尺寸匹配。

2)夹球机构包括用于夹持钢球的2根平行的夹球棒以及用于支承夹球棒的2根高度不等的支承杆，夹球棒较高的一端位于出球口下方。支承杆均固定于底座上，底座上均设有一对通孔，底板上沿垂直于夹球棒的延伸方向设有多组螺纹孔，螺钉穿过通孔与相应的螺纹孔配合以实现支承杆与底板的连接。支承杆7的高度高于支承杆9，支承杆9的高度可调节；支承杆9包括调节和固定部件，调节部件下部设有均匀分布的调节孔，固定部件设有与调节孔相配合的固定孔，调节部件伸入到固定部件的中空结构内，通过螺栓固定。

3)挡球机构包括U形支架、摆杆以及挡球板，夹球棒穿过开口朝上的U形支架，U形支架的开口端连接有摆杆，摆杆相对于U形支架的高度可调节，摆杆位于夹球棒上方且其延伸方向与夹球棒的延伸方向一致，摆杆两端均设挡球板，自然状态下远离料仓一侧的挡球板与夹球棒接触，2个挡球板之间的距离可容纳一组钢球。

1.2 适用性

该装置可实现某一型号的钢球定量分组[4]，通过对相关组件的结构优化增加了调节功能，可以满足不同尺寸和数量的钢球定量分组。当钢球直径、数量变化时，可做以下调整:

1)调节2个夹球棒之间的距离及摆杆相对于夹球棒的高度和2个挡球板的间距，实现不同直径钢球的定量分组。

2)调节支承杆高度，实现夹球棒倾斜度的调整，进而调整钢球的下滑速度，防止钢球出现堆积。

2 新型钢球定量分组装置工作原理

料仓内装入钢球，钢球在重力作用下逐个下滑至夹球棒，夹球棒上设有带挡球板的摆杆，自然状态下远离料仓一侧的挡球板靠重力与夹球棒接触，临近料仓一侧的挡球板抬起，当钢球达到一定数量时，用手按压临近料仓一侧的挡球板，通过摆杆的杠杆作用使临近料仓一侧的挡球板下降，远离料仓一侧的挡球板上升，最终使一组钢球滑落至接球盘中。完成一次分组后，松手的同时出球口内的钢球自然滑落到2个挡球板之间，远离料仓一侧的挡球板靠重力自然下落阻止钢球继续下滑，如此往复。由于钢球的尺寸一致，一次性容纳的钢球数量固定，保证了钢球定量分组。

3 实际应用效果

以某型轴承为例，采用新型钢球定量分组装置后，单套分组时间从60 s降低至2 s，准确度从95%提高至100%，劳动强度从5人降低至1人，降低了人工成本及一旦出错后不可估量的归零成本。

该钢球定量分组装置结构合理，操作简单，成本低，便于安装、调整，适用范围广。