CN111426254A - 关节轴承间隙测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

关节轴承间隙测量装置及方法，包括用于支撑并定位关节轴承的支撑定位组件、用于对关节轴承进行径向加载的施力组件和测量百分表，关节轴承沿垂向套装在支撑定位组件中，施力组件和测量百分表分别水平设置在支撑定位组件相对的两侧，施力组件向支撑定位组件施加水平载荷，通过支撑定位组件向关节轴承外套传递载荷并带动测量百分表的测量头运动。本发明在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值，检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求，提高关节轴承间隙测量的有效性、可靠性和精准性。

Description

关节轴承间隙测量装置及方法

技术领域

本发明涉及关节轴承间隙测量装置及方法，用于测量关节轴承的间隙。

背景技术

关节轴承在工业领域广泛应用，而在轨道交通车辆部件中，如抗侧滚扭杆，齿轮箱吊杆，电机吊杆等上应用的是免维护球面耐磨关节轴承。免维护球面耐磨关节轴承主要应用在部件的连接为主，通过其球面配合的金属内套和外套的相对运动来适应部件的轴向，横向和径向的整体运动，金属内套和外套之间通过高分子耐磨层来承受运动过程中的相对摩擦，耐磨层通常包括承受载荷的高强纤维材料和耐磨高分子涂层两部分。

在产品的使用过程中，耐磨层不断的磨耗，导致金属内套和外套之间的间隙不断的增大，因此在使用寿命周期内，需定期对关节轴承进行间隙测量。关节轴承许用的间隙范围根据不同的应用场合和规格型号从0.3mm-3mm不等，同时在间隙测量的过程中施加的载荷不等，施加的载荷过小，无法完成反映实际的间隙情况，测量将不够精确；施加的载荷过大，将导致金属内套，外套和耐磨层承受过大的载荷，出现局部的损耗，降低其使用寿命。因此本发明主要是解决关节轴承间隙测量的难题，在可控的载荷情况下，精确有效的测量其实际间隙值。

相关的专利文献有：

1.CN201720813282.6，一种关节轴承径向间隙测量装置；

2.CN201711193394.7，快速检测关节轴承间隙的方法；

3.CN201110294470.X，杆端关节轴承间隙测量装置。

CN201711193394.7和CN201720813282.6的缺点在于间隙测量装置相对较复杂，且需通过外力来施加载荷，同时无法保证测量过程的载荷；而CN201110294470.X仅适用于杆端关节轴承，与本发明中的检测目标存在差异，且无法检测本发明中涉及的球面关节轴承。

发明内容

本发明提供的关节轴承间隙测量装置及方法，在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值，检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求，提高关节轴承间隙测量的有效性、可靠性和精准性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

关节轴承间隙测量装置，包括用于支撑并定位关节轴承的支撑定位组件、用于对关节轴承进行径向加载的施力组件和测量百分表，关节轴承沿垂向套装在支撑定位组件中，施力组件和测量百分表分别水平设置在支撑定位组件相对的两侧，施力组件向支撑定位组件施加水平载荷 ，通过支撑定位组件向关节轴承外套传递载荷并带动测量百分表的测量头运动。

优选的，所述的支撑定位组件包括支撑柱和定位套，关节轴承小间隙配合套在支撑柱，且支撑柱上具有与关节轴承底面相抵的环形支撑平台，定位套套装在关节轴承上，测量百分表与定位套接触，施力组件加载在定位套上，通过定位套将载荷传递至关节轴承外套上并带动测量百分表的测量头运动。

优选的，所述的定位套由左半环套和右半环套对接拼合而成，左半环套和右半环套的内壁均与关节轴承外壁接触且均为凹槽结构，使定位套轴向定位在关节轴承上。

优选的，所述的左半环套的周向两端和右半环套的周向两端均具有连接耳，且左半环套上的连接耳上具有连接耳孔，右半环套上的连接耳上具有与连接耳孔插入配合的连接耳柱，左半环套上的连接耳与右半环套上的连接耳为互吸的磁石材质。

优选的，还包括呈L形状的支架，支撑柱固定在支架的水平边上，施力组件包括可水平往返运动的水平施力运动杆和装在施力运动杆一端的压力传感器，施力运动杆贯穿支架的垂向边，压力传感器与左半环套固定。

优选的，所述的水平施力运动杆包括与贯穿支架垂向边螺纹配合的细牙螺杆和可带动细牙螺杆转动的螺母，压力传感器装在细牙螺杆的一端，转动螺母通过细牙螺杆带动压力传感器水平运动，螺母上固定有用于转动的手杆。

优选的，所述的支架上装有百分表安装柱，测量百分表安装在百分表支柱上，测量百分表的测量头与右半环套接触，且右半环套与测量百分表接触的面为垂向平面。

关节轴承间隙测量方法，其特征在于采用以上所述的关节轴承间隙测量装置进行测量，先将待测的关节轴承装入并将测量百分表调零，根据关节轴承规格型号和应用工况设定施力组件的加载载荷，再用施力组件向支撑定位组件施加设定载荷，记录测量百分表的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值。

优选的，“用施力组件向支撑定位组件施加设定载荷，记录测量百分表的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值”具体是指：将细牙螺杆向左运动，向定位套上施加向左的设定载荷，记录测量百分表的读数；然后将细牙螺杆向右运动，向定位套上施加向右的设定载荷，记录测量百分表的读数；再将测量百分表两次读数的绝对值相加，即得到设定载荷下关节轴承的间隙测量值。

优选的，将得到的设定载荷下关节轴承的间隙测量值减去关节轴承与支撑柱的间隙配合值，得到关节轴承的实际间隙值，施力组件的加载载荷在3~10KN的范围内设定。

发明的有益效果是：

1.本发明的关节轴承间隙测量装置，支撑定位组件将关节轴承支撑并定位，用施力组件对被定位的关节轴承进行径向加载，使关节轴承的外套沿径向移动，通过测量百分表实时测量关节轴承外套的运动位移，从而在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值，检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求，提高关节轴承间隙测量的有效性、可靠性和精准性。

2.在施力组件中设置压力传感器，通过支撑定位组件传递载荷，使关节轴承外套和测量百分表同步运动，实现测量过程中载荷记录与位移测量的同步，加载载荷的可控性更强，测量过程中的加载载荷精确可控，可根据关节轴承规格型号、应用工况来设定加载载荷，即可有效避免因载荷过大导致关节轴承内、外套损伤，又可解决加载过小无法反应实际间隙导致测量不精确的问题，提高测量的的可操作性和精准性。

3.测量过程中通过施力组件的反向运动，对关节轴承先后施加方向相反但载荷值相同的设定载荷，对关节轴承左半侧的磨损间隙和左半侧磨损间隙进行精确测量，以得到更加精准的关节轴承间隙值，测量的精准性更高。

4.关节轴承的安装与关节轴承产品在轨道交通用抗侧滚扭杆、牵引拉杆上实际安装方式相同，易于与关节轴承定位配合且结构拆装简单，实用性强。

附图说明

图1为具体实施方式中装有关节轴承的关节轴承间隙测量装置的结构示意图。

图2为左半环套和左右环套未对接拼合时关节轴承间隙测量装置的结构示意图。

图3为支撑柱和百分表支柱装在支架上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本发明的实施例做详细说明。

关节轴承间隙测量装置，包括用于支撑并定位关节轴承的支撑定位组件1、用于对关节轴承进行径向加载的施力组件2和测量百分表3，关节轴承沿垂向套装在支撑定位组件1中，施力组件2和测量百分表3分别水平设置在支撑定位组件1相对的两侧，施力组件2向支撑定位组件1施加水平载荷 ，通过支撑定位组件1向关节轴承外套传递载荷并带动测量百分表3的测量头运动。

以上所述的关节轴承间隙测量装置，支撑定位组件1将关节轴承100支撑并定位，用施力组件2对被定位的关节轴承100进行径向加载，使关节轴承的外套沿径向移动，通过测量百分表3实时测量关节轴承外套的运动位移，从而在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值，检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求，提高关节轴承间隙测量的有效性、可靠性和精准性。

其中，所述的支撑定位组件1包括支撑柱11和定位套12，关节轴承小间隙配合套在支撑柱11，且支撑柱11上具有与关节轴承底面相抵的环形支撑平台11.1，定位套12套装在关节轴承上，测量百分表3与定位套12接触，施力组件2加载在定位套12上，通过定位套12将载荷传递至关节轴承外套上并带动测量百分表3的测量头运动。关节轴承与支撑柱11小间隙配合，即用支撑柱11定位关节轴承内套的位置，定位套12装套在关节轴承上，施力组件2加载在定位套12上，通过定位套12将载荷传递至关节轴承上，如关节轴承中有间隙，即可使关节轴承的外套径向运动，且定位套12同步运动，定位套12的运动带动测量百分表3的测量头运动，实现设定载荷下的间隙测量，关节轴承100的安装与其在抗侧滚扭杆和牵引拉杆上的安装方法相同，施加组件2的加载方式也与关节轴承的实际承载方式相同，测量的有效性和可靠性更高。

其中，所述的定位套12由左半环套13和右半环套14对接拼合而成，左半环套13和右半环套14的内壁均与关节轴承外壁接触且均为凹槽结构，使定位套12轴向定位在关节轴承上。定位套12为两瓣拼合的结构，左半环套13和右半环套14对接拼合后，由于左半环套13与左半环套14的内壁与关节轴承外壁接触，在施力组件2施加载荷后即可推动关节轴承外套径向运动，保证载荷传递的及时可靠，同时将左半环套13和右半环套14的内壁设计为凹槽结构，当两瓣拼合后定位套12即与关节轴承100轴向定位，也就是说当关节轴承套在支撑柱11上时，通过环形支撑平台11.1支撑关节轴承，定位套12套在关节轴承上的，通过关节轴承承载定位套，保证定位套12不会从关节轴承上脱落。

其中，所述的左半环套13的周向两端和右半环套14的周向两端均具有连接耳15，且左半环套13上的连接耳15上具有连接耳孔15.1，右半环套14上的连接耳15上具有与连接耳孔15.1插入配合的连接耳柱15.2，左半环套13上的连接耳15与右半环套14上的连接耳15为互吸的磁石材质。连接耳柱15.2和连接耳孔15.1的配合插接及相互吸紧，即可保证左半环套13和右半环套14在测量过程中不易脱开，又使得测量后两者分开即与关节轴承分离，定位套12的拆装简单，易于与关节轴承定位配合且结构拆装简单，实用性强。

其中，还包括呈L形状的支架4，支撑柱11固定在支架4的水平边上，施力组件2包括可水平往返运动的水平施力运动杆21和装在施力运动杆21一端的压力传感器22，施力运动杆21贯穿支架4的垂向边，压力传感器22与左半环套13固定。在施力组件中设置压力传感器22，施力组件2加载过程中压力传感器22显示实时载荷，实现测量过程中载荷记录与位移测量的同步，加载载荷的可控性更强，测量过程中的加载载荷精确可控，可根据关节轴承规格型号、应用工况来设定加载载荷，即可有效避免因载荷过大导致关节轴承内、外套损伤，又可解决加载过小无法反应实际间隙导致测量不精确的问题，提高测量的的可操作性和精准性。

其中，所述的水平施力运动杆21包括与贯穿支架4垂向边螺纹配合的细牙螺杆21.1和可带动细牙螺杆21.1转动的螺母21.2，压力传感器22装在细牙螺杆21.1的一端，转动螺母21.2通过细牙螺杆21.1带动压力传感器22水平运动，螺母21.2上固定有用于转动的手杆21.3。螺母21.2转动使细牙螺杆21.1水平运动，从图1中可以看出，由于压力传感器22与左半环套13固定，如细牙螺杆21.1向右运动时带动压力传感器21、定位套22和关节轴承的外套一同向右运动，螺母21.2转动的速度越快，细牙螺杆21.1水平移动速度越快，压力传感器21上显示的压力值越大，即加载载荷越大，通过控制螺母21.2的转动速度即可控制加载载荷，而加载载荷根据关节轴承规格型号、应用工况来设定，从而得到设定载荷下关节轴承的间隙值，支架4垂向边与细牙螺杆21.1之间的细牙螺纹配合结构，可精准控制细牙螺杆21.1的水平运动速度，从而精确控制加载载荷。需要说明的是细牙螺杆21.1与支架4垂向边细牙螺纹配合，细牙螺杆21.1在转动过程中水平运动，带动压力传感器21水平运动，压力传感器21的运动只有水平方向，不会随细牙螺杆21.1转动。

其中，所述的支架4上装有百分表安装柱41，测量百分表3安装在百分表支柱41上，测量百分表3的测量头与右半环套14接触，且右半环套14与测量百分表3接触的面为垂向平面。测量百分表3的测量头与左半环套14上的垂向平面接触，保证接触有效性，有效推动测量百分表的测量头的测量头运动，使测量准确可靠，定位套12移动使推动测量百分表3的测量头运动，从而实现移动位置的实时测量。

本发明还保护一种关节轴承间隙测量方法，其特征在于采用以上所述的关节轴承间隙测量装置进行测量，先将待测的关节轴承装入并将测量百分表3调零，根据关节轴承规格型号和应用工况设定施力组件2的加载载荷，再用施力组件2向支撑定位组件1施加设定载荷，记录测量百分表3的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值。

以上所述的测量方法，用施力组件对被定位的关节轴承进行径向加载，使关节轴承的外套沿径向移动，通过测量百分表实时测量关节轴承外套的运动位移，从而在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值，检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求，提高关节轴承间隙测量的有效性、可靠性和精准性。加载载荷的可控性更强，测量过程中的加载载荷精确可控，可根据关节轴承规格型号、应用工况来设定加载载荷，即可有效避免因载荷过大导致关节轴承内、外套损伤，又可解决加载过小无法反应实际间隙导致测量不精确的问题，提高测量的的可操作性和精准性。

其中，“用施力组件2向支撑定位组件1施加设定载荷，记录测量百分表3的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值”具体是指：将细牙螺杆21.1向左运动，向定位套12上施加向左的设定载荷，记录测量百分表3的读数；然后将细牙螺杆21.1向右运动，向定位套12上施加向右的设定载荷，记录测量百分表3的读数；再将测量百分表3两次读数的绝对值相加，即得到设定载荷下关节轴承的间隙测量值。由于关节轴承磨损过程中为球面磨损，因此将细牙螺杆21.1向左运动施加向左的设定载荷，记录测量百分表3的读数得到关节轴承左半侧的间隙，然后将细牙螺杆21.1向右运动施加向右的设定载荷，记录测量百分表3的读数，得到关节轴承右半侧的间隙，如细牙螺杆施加向左的设定载荷时测量百分表3的读数为正数，则细牙螺杆施加向右的设定载荷时测量百分表的读数会负数，所以将测量百分表3两次的读数的绝对值相加，即得到设定载荷下关节轴承的间隙测量值，测量过程中通过施力组件2的反向运动，对关节轴承100先后施加方向相反但载荷值相同的设定载荷，对关节轴承左半侧的磨损间隙和左半侧磨损间隙进行精确测量，以得到更加精准的关节轴承间隙值，测量的精准性更高。

其中，将得到的设定载荷下关节轴承的间隙测量值减去关节轴承与支撑柱11的间隙配合值，得到关节轴承的实际间隙值，进一步得到数据的精准性，施力组件2的加载载荷在3~10KN的范围内设定，保证关节轴承在测量过程中不被压伤，且测量有效。

本发明的优点在于：

1. 可根据关节轴承规格型号、应用工况来设定加载载荷，在可控载荷的情况下实现关节轴承间隙的精确有效测量，得到设定载荷下关节轴承的间隙值。

2.实现测量过程中载荷记录与位移测量的同步，加载载荷的可控性更强，测量过程中的加载载荷更加精准可控。

3.可快速有效的检验耐磨层有耐损的关节轴承的实际间隙是否符合设定载荷下的间隙要求。

4.可有效避免因载荷过大导致关节轴承内、外套损伤，又可解决加载过小无法反应实际间隙导致测量不精确的问题，提高测量的的可操作性和精准性。

5. 对关节轴承先后施加方向相反但载荷值相同的设定载荷，对关节轴承左半侧的磨损间隙和左半侧磨损间隙进行精确测量，以得到更加精准的关节轴承间隙值，测量的精准性更高

6.关节轴承的安装与关节轴承产品在轨道交通用抗侧滚扭杆、牵引拉杆上实际安装方式相同，易于与关节轴承定位配合且结构拆装简单，实用性强。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.关节轴承间隙测量装置，包括用于支撑并定位关节轴承的支撑定位组件（1）、用于对关节轴承进行径向加载的施力组件（2）和测量百分表（3），关节轴承沿垂向套装在支撑定位组件（1）中，施力组件（2）和测量百分表（3）分别水平设置在支撑定位组件（1）相对的两侧，施力组件（2）向支撑定位组件（1）施加水平载荷 ，通过支撑定位组件（1）向关节轴承外套传递载荷并带动测量百分表（3）的测量头运动。

2.根据权利要求1所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于所述的支撑定位组件（1）包括支撑柱（11）和定位套（12），关节轴承小间隙配合套在支撑柱（11），且支撑柱（11）上具有与关节轴承底面相抵的环形支撑平台（11.1），定位套（12）套装在关节轴承上，测量百分表（3）与定位套（12）接触，施力组件（2）加载在定位套（12）上，通过定位套（12）将载荷传递至关节轴承外套上并带动测量百分表（3）的测量头运动。

3.根据权利要求2所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于所述的定位套（12）由左半环套（13）和右半环套（14）对接拼合而成，左半环套（13）和右半环套（14）的内壁均与关节轴承外壁接触且均为凹槽结构，使定位套（12）轴向定位在关节轴承上。

4.根据权利要求3所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于所述的左半环套（13）的周向两端和右半环套（14）的周向两端均具有连接耳（15），且左半环套（13）上的连接耳（15）上具有连接耳孔（15.1），右半环套（14）上的连接耳（15）上具有与连接耳孔（15.1）插入配合的连接耳柱（15.2），左半环套（13）上的连接耳（15）与右半环套（14）上的连接耳（15）为互吸的磁石材质。

5.根据权利要求3所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于还包括呈L形状的支架（4），支撑柱（11）固定在支架（4）的水平边上，施力组件（2）包括可水平往返运动的水平施力运动杆（21）和装在施力运动杆（21）一端的压力传感器（22），施力运动杆（21）贯穿支架（4）的垂向边，压力传感器（22）与左半环套（13）固定。

6.根据权利要求5所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于所述的水平施力运动杆（21）包括与贯穿支架（4）垂向边螺纹配合的细牙螺杆（21.1）和可带动细牙螺杆（21.1）转动的螺母（21.2），压力传感器（22）装在细牙螺杆（21.1）的一端，转动螺母（21.2）通过细牙螺杆（21.1）带动压力传感器（22）水平运动，螺母（21.2）上固定有用于转动的手杆（21.3）。

7.根据权利要求5所述的关节轴承间隙测量装置，其特征在于所述的支架（4）上装有百分表安装柱（41），测量百分表（3）安装在百分表支柱（41）上，测量百分表（3）的测量头与右半环套（14）接触，且右半环套（14）与测量百分表（3）接触的面为垂向平面。

8.关节轴承间隙测量方法，其特征在于采用权利要求1至7任一项所述的关节轴承间隙测量装置进行测量，先将待测的关节轴承装入并将测量百分表（3）调零，根据关节轴承规格型号和应用工况设定施力组件（2）的加载载荷，再用施力组件（2）向支撑定位组件（1）施加设定载荷，记录测量百分表（3）的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值。

9.根据权利要求8所述的关节轴承间隙测量方法，其特征在于“用施力组件（2）向支撑定位组件（1）施加设定载荷，记录测量百分表（3）的读数，得出设定载荷下关节轴承的间隙测量值”具体是指：将细牙螺杆（21.1）向左运动，向定位套（12）上施加向左的设定载荷，记录测量百分表（3）的读数；然后将细牙螺杆（21.1）向右运动，向定位套（12）上施加向右的设定载荷，记录测量百分表（3）的读数；再将测量百分表（3）两次读数的绝对值相加，即得到设定载荷下关节轴承的间隙测量值。

10.根据权利要求9所述的关节轴承间隙测量方法，其特征在于将得到的设定载荷下关节轴承的间隙测量值减去关节轴承与支撑柱（11）的间隙配合值，得到关节轴承的实际间隙值，施力组件（2）的加载载荷在3~10KN的范围内设定。

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