一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种装配设备，具体涉及一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备，属于轴承制造加工领域。


背景技术：

2.近些年来国内机床行业的发展突飞猛进，从单纯的功能实现，到精度指标的提高，机床行业正在缩短与国际品牌的差距。这不仅是机床行业技术人员不断努力的结果，也离不开机床使用行业从业者不断提出更有针对性问题的鞭策。其中对重载、高稳定性、高刚性的要求促进了轴系结构的不断进步，nn3000ktn1系列轴承双列圆柱滚子轴承拥有径向载荷承受能力大，可提高轴系刚度、稳定性的优点，越来越多的应用于机床主轴的结构中。机床主轴轴承对精度的要求十分严苛，轴承零件的机械精度已经达到了很高的水平，但装配技术的落后造成了轴承精度的流失，限制了轴承高精度产生。目前，nn3000ktn1系列轴承行业装配方式为手工装配，为了提高装配效率滚子直接倒在工作台上或用手抓几个装配，这样会造成滚子与滚子这间的划伤、碰伤及漏装现象；由于保持架材质为pa66，装配时滚子需要从保持架径向外侧受力挤压装入，人手用力的大小不可控，存在用力过大造成滚道与滚子压伤或划伤的风险。装满下面一个保持架兜孔后要把整个轴承都拿起翻过来，让上面的保持架在下面，继续装满上面的保持架兜孔。装好一个保持架后的轴承重量不轻，拿起翻个的这个过程增加了很大的工作强度。
3.综上，现在装配nn3000ktn1系列轴承存在的问题有：1、装配过程中直接把滚子倒在工作台上或用手一起抓几个，容易造成滚子与滚子之间的划、碰伤影响轴承质量；2、保持架兜孔是多少等分，就要装多少个滚子，手工装配避免不了漏装现象；3、由于保持架材质为pa66，装配时滚子需要从保持架径向外侧受力装入，人手用力的大小不可控，存在用力过大造成滚道与滚子压伤或划伤的风险；4、装满一个保持架后，需要翻面装另一个保持架，翻面的过程极大地增加了工作强度。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有高精度轴承装配过程中容易造成滚子与滚子之间的划、碰伤影响轴承质量，手工装配避免不了漏装，且工作强度较大的问题，进而提出一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备。
5.本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型包括投料装置、凸轮推入滚子机构、轴承等分旋转装置和工作平台升降机构；凸轮推入滚子机构安装在工作平台升降机构上，投料装置安装在凸轮推入滚子机构左端的一侧，轴承等分旋转装置安装在凸轮推入滚子机构的左端。
6.进一步的，投料装置包括曲柄、曲柄臂、支撑轴套、连轴、推杆、料道和电机；曲柄的一端与电机的电机轴连接，支撑轴套固定套装在电机的电机轴上，曲柄的另一端与曲柄臂的一端连接，曲柄臂的另一端通过连轴与推杆的上端转动连接，推杆的下端推动料道内的
滚子。
7.进一步的，投料装置还包括小支撑套和压紧螺母；小支撑套套装在连轴上，且小支撑套位于推杆与曲柄臂之间，压紧螺母套装在连轴的外端上。
8.进一步的，推杆的推滚子端是分体结构，且推杆是尼龙材料制作的。
9.进一步的，凸轮推入滚子机构包括保持架、滚子、两个轴承、凸轮、长槽滑动推杆和滑道；凸轮与电机42的电机轴连接，长槽滑动推杆安装在滑道内，凸轮通过两个轴承与长槽滑动推杆连接，长槽滑动推杆推动滚子通过保持架进入轴承内圈滚道。
10.进一步的，轴承等分旋转装置包括多个连接螺栓、多个连接螺母、装滚子垫、保持架分隔圈和电机86；电机86通过多个连接螺栓和多个连接螺母安装在设备箱体上，装滚子垫与电机86的电机轴连接，保持架套装在装滚子垫上，保持架分隔圈套装在保持架上。
11.进一步的，工作平台升降机构包括主动齿轮、从动齿轮、两个齿条平台、连接轴和工作平台；两个齿条平台并排竖直设置，主动齿轮和从动齿轮并排设置在两个齿条平台之间，且主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮与相邻临近的一个齿条平台啮合，从动齿轮与向邻近的一个齿条平台啮合，主动齿轮与固定在设备箱体上的电机的电机轴固定连接，从动齿轮固定套装在连接轴上，工作平台水平安装在两个齿条平台的上端。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种半自动高精度双列圆柱滚子轴承装配设备及方法。采用专用结构实现滚子投料时不划不碰；利用旋转等分机构实现不漏装；通过控制位移的方式，限定径向外侧装入滚道时位移的大小，避免滚道与滚子的压伤或划伤；使用升降机构代替翻面步骤装配上下两个保持架；通过以上四个环节最终达到高精度无损装配的目的；本实用新型稳定性高，机构结构简单，工作面摩擦磨损小，便于维护；本实用新型便于操作，整套机构只有a-a、b-b两个需要调整的位置；本实用新型成本低，本套机构全部材料选用q235、40cr钢、尼龙、标准轴承、gcr15、标准件螺栓螺母，均为常用、低价材料；本实用新型便于加工，各零件结构简单，使用普通车床、铣床、磨床即可完成加工；本实用新型各零部件精度要求低，全套机构的精度靠使用时的调整获得，加工难度大大降低。
附图说明
13.图1是本实用新型的整体结构示意图；
14.图2是投料装置的主视图；
15.图3是图2中b-b向剖视图；
16.图4是凸轮推入滚子机构的结构示意；
17.图5是轴承等分旋转装置的结构示意图；
18.图6是工作平台升降机构的俯视图；
19.图7是工作平台升降机构的主视图。
具体实施方式
20.具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备包括投料装置1、凸轮推入滚子机构2、轴承等分旋转装置3和工作平台升降机构4；凸轮推入滚子机构2安装在工作平台升降机构4上，投料装置1安装在凸轮推入滚子机构2左端的一侧，轴承等分旋转装置3安装在凸轮推入滚子机构2的左端。
21.具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的投料装置1包括曲柄1-1、曲柄臂1-2、支撑轴套1-3、连轴1-4、推杆1-7、料道1-8和电机42；曲柄1-1的一端与电机42的电机轴连接，支撑轴套1-3固定套装在电机42的电机轴上，曲柄1-1的另一端与曲柄臂1-2的一端连接，曲柄臂1-2的另一端通过连轴1-4与推杆1-7的上端转动连接，推杆1-7的下端推动料道1-8内的滚子。
22.推杆1-7推动固定在工作平台上料道1-8内的滚子，并将滚子推到滑道上指定位置；此后凸轮推入滚子机构2工作。
23.投料装置1中的电机安装在工作台平上，其电机轴与的曲柄1-1相连，料道1-8也是固定在工作台平面上的，料道的底部与装滚子的部分的高度是与滑道2-6的高度一致，这样可以确保推滚子时，滚子可以在同一高度平面上进行移动，料道在这一高度的基础上开一窗口，用于推杆1-7往复运动。根据料道窗口高度确定推杆的高度及位置，通过连轴1-4连接曲柄臂1-2，用小支承套1-5调节高度，再装压紧螺母1-6固定，再装固定高度的曲柄臂1-2与曲柄1-1上的轴相连，用支承轴套1-3调节高度完成此装置；推杆即可将料道内的滚子推到滑道上，同时料道内的滚子下落到推杆上表面上，曲柄再转动半圈推杆复位，推杆上表面上的滚子落到料道内跟滑道同一高度的表面上。
24.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
25.具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的投料装置1还包括小支撑套1-5和压紧螺母1-6；小支撑套1-5套装在连轴1-4上，且小支撑套1-5位于推杆1-7与曲柄臂1-2之间，压紧螺母1-6套装在连轴1-4的外端上。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
26.具体实施方式四：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的推杆1-7的推滚子端是分体结构，且推杆1-7是尼龙材料制作的。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
27.具体实施方式五：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的凸轮推入滚子机构2包括保持架2-1、滚子2-2、两个轴承2-3、凸轮2-4、长槽滑动推杆2-5和滑道2-6；凸轮2-4与电机42的电机轴连接，长槽滑动推杆2-5安装在滑道2-6内，凸轮2-4通过两个轴承2-3与长槽滑动推杆2-5连接，长槽滑动推杆2-5推动滚子2-2通过保持架2-1进入轴承内圈滚道。
28.凸轮2-4与电机42的电机轴相连作旋转运动，凸轮与长槽滑动杆2-5之间用标准轴承2-3连接传递推力，推滚子2-2通过保持架2-1进入轴承内圈滚道；此后轴承等分旋转装置3工作；
29.凸轮推入滚子机构2，凸轮2-4通过电机旋转半圈的过程中推着标准轴承2-3带着长槽滑动推杆2-5，推着滚子2-2通过保持架2-1进入轴承内圈滚道，凸轮2-4继续旋转长槽滑动推杆2-5复位。
30.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
31.具体实施方式六：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的轴承等分旋转装置3包括多个连接螺栓3-1、多个连接螺母3-2、装滚子垫3-3、保持架分隔圈3-4和电机86；电机86通过多个连接螺栓3-1和多个连接螺母3-2安装在设备箱体上，装滚子垫3-3与电机86的电机轴连接，保持架套装在装滚子垫3-3
上，保持架分隔圈3-4套装在保持架上。
32.电机86通过连接螺栓3-1、连接螺母3-2与装滚子垫3-3相连，电机86的电机轴带动装滚子垫旋转1/n等分装下一个滚子，装好放在下面的保持架后再装上面的保持架，上下两个保持架用保持架分隔圈3-4分离并垫起装配所需的高度。
33.电机通过连接螺栓3-1、连接螺母3-2固定在设备箱体上，电机轴与装滚子垫3-3相连，电机轴旋转1/n个等分带动装滚垫3-3一起转1/n等分，由于内圈、保持架都座在装滚子垫上，所以随着一起等分。完成下面一个保持架的装配后，在保持架的上表面放上保持架分隔圈3-4，用于调节两个保持架兜孔与内圈滚道的高度。再放上面的保持架，准备装第二个保持架。
34.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
35.具体实施方式七：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种高精度双列圆柱滚子轴承无损装配设备的工作平台升降机构4包括主动齿轮4-1、从动齿轮4-2、两个齿条平台4-3、连接轴4-4和工作平台4-5；两个齿条平台4-3并排竖直设置，主动齿轮4-1和从动齿轮4-2并排设置在两个齿条平台4-3之间，且主动齿轮4-1与从动齿轮4-2啮合，主动齿轮4-1与相邻临近的一个齿条平台4-3啮合，从动齿轮4-2与向邻近的一个齿条平台4-3啮合，主动齿轮4-1与固定在设备箱体上的电机的电机轴固定连接，从动齿轮4-2固定套装在连接轴4-4上，工作平台4-5水平安装在两个齿条平台4-3的上端。
36.下面保持架全装好后，4工作台升降机构工作，电机42带动主动齿轮4-1旋转，主动齿轮4-1通过连接轴4-4与从动齿轮4-2啮合共同旋转，带动齿条平台4-3移动，齿条平台4-3托着工作平台4-5一起升降。
37.固定在设备箱体上的电机带着主动齿轮4-1转动，从主齿轮4-2通过连接轴4-4安放的精确位置与主动齿轮作啮合旋转运动，带动齿条平台4-3，齿条平台托着工作平台4-5作升降运动，与上层保持架兜孔高度一致
38.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
39.工作原理
40.本设备以4台小型电机为动力源，使用plc实现联动控制，从而达到精准装配的目的。其中包括滚子投料装置1、凸轮推入滚子机构2、轴承等分旋转装置3、工作平台升降机构4。为保证滚子精度不受破坏，滚子竖直沿料道下来，可以确保滚子的工作表面不被破坏，滚子下来落在投料装置中的推滚子杆的上表面上，推滚子杆向后移动滚子受料道阻挡不能随其移动，只能继续沿料道下落，落在工作台上，推滚子杆向前移动，推滚子杆尼龙头的前表面正好与滚子相对，推动滚子移动到指定位置；到达工作台指定位置后，工作台上的凸轮推入滚子机构2工作，凸轮旋转带动长槽滑动推杆，将滚子推入滚道；装好一粒滚子后，轴承等分旋转装置3工作，旋转出要求的1/n等分，再重复以上装滚子步骤装好下面保持架的一圈滚子；此后工作平台升降机构4启动，通过齿轮与齿条的直线运动，工作台升起到上面保持架装滚子所要求的高度，再重复以上步骤装完上面保持架的滚子。通过此装配方式来控制滚子的精准位移，实现双列圆柱滚子轴承的无损装配。
41.所述的一种高精度双列圆柱滚子轴承装配设备的装配方法采用的技术方案是按以下步骤：
42.步骤a：将轴承内圈放在装滚子垫上，内圈带锥度的内孔大孔端面在下，小孔端面
在上；保持架放在装滚子垫相应的位置上，保持架上的兜孔与装滚子垫上的等分槽相对应。
43.步骤b：把滚子竖直装入料道里直到装满，投料装置工作，曲柄转动带推杆向前移动推滚子，滚子的圆柱面与推杆前端的圆弧面接触，使滚子自动找心沿推动方向移动距离，曲柄旋转半圈的直径距离正是滚子向滑道方向移动的距离；推杆向前移动时，料道里的滚子落在推杆上表面上，曲柄继续旋转推杆复位，滚子从推杆上表面落到料道的平台上，以此实现反复推滚子的循环作业。
44.步骤c：滚子通过步骤b到达滑道的指定位置后，凸轮推入滚子机构工作，凸轮通过电机旋转半圈的过程中推着标准轴承带着长槽滑动推杆，推着滚子通过保持架进入轴承内圈滚道。凸轮继续旋转长槽滑动推杆复位。
45.步骤d:装好一个滚子后，轴承等分旋转装置工作，旋转1/n个等分后，重复b、c步骤。
46.步骤e：装满下个保持架兜孔后，在下面保持架上放保持架分隔圈，在放另一个保持架，启动升降装置，重复b、c、d步骤。
47.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。