[发明专利]轴承直径与滚道半径测量的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承直径与滚道半径测量的装置及其方法。

背景技术

滚动轴承的体积大，对产品的要求精度高，目前采用乔尺的测量方式，由于人工测量的误差大，且方法的不准确性，只能大致的测量出轴承的直径。

目前急需设计一个精密的测量仪器，对轴承内圈外圈进行真实测试和采集。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种轴承直径与滚道半径测量的装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

轴承直径与滚道半径测量的装置，特点：包括机架、水平旋转机构和工作台，机架的底部安装有移动轮，在机架的下方布置有支架，支架上安装有水平旋转机构，水平旋转机构上固定有工作台，机架上沿纵向布置有左直线运动机构和右直线运动机构，左直线运动机构与右直线运动机构相平行，左直线运动机构上并列安装有用于采集轴承外表面轮廓坐标数据的左外位移传感器和用于采集轴承内表面轮廓坐标数据的左内位移传感器，右直线运动机构上并列安装有用于采集轴承外表面轮廓坐标数据的右外位移传感器和用于采集轴承内表面轮廓坐标数据的右内位移传感器，左外位移传感器、左内位移传感器、右外位移传感器和右内位移传感器位于工作台之上，左外位移传感器、左内位移传感器、右外位移传感器和右内位移传感器通过数据线连接数据处理与计算系统。

进一步地，上述的轴承直径与滚道半径测量的装置，所述左外位移传感器、左内位移传感器、右外位移传感器和右内位移传感器均为二维线激光位移传感器。

本发明轴承直径与滚道半径测量的方法，左外位移传感器与右外位移传感器为一对，左内位移传感器与右内位移传感器为一对，左外位移传感器与右外位移传感器检测轴承外圈, 左内位移传感器与右内位移传感器检测轴承内圈,通过传感器测量出被测物体截面上的每一个点的坐标，坐标的基准是以传感器自身的位置为基准，根据截面轮廓曲线中各个点的坐标得到测量的滚道拟合的圆心的坐标；

如果左外位移传感器与右外位移传感器之间的距离为L1，测量得到圆心的坐标（x1,y1），（x2,y2）

则整个轴承的直径为 L1-y1-y2

如果左内位移传感器与右内位移传感器之间的距离为L2，测量得到的圆心的坐标（x3,y3）(x4,y4)

则整个轴承的直径为L2+y1+y2

具体包括以下步骤：

（1）检测时左直线运动机构与右直线运动机构在水平方向沿纵向Y轴移动一小段距离，使传感器的光带在移动过程中经过轴承的圆心，左外位移传感器采集轴承左侧外表面轮廓坐标数据，左内位移传感器采集轴承左侧内表面轮廓坐标数据，右外位移传感器采集轴承右侧外表面轮廓坐标数据，右内位移传感器采集轴承右侧内表面轮廓坐标数据，将采集的轴承轮廓数据发送给数据处理与计算系统保存； 

（2）左直线运动机构与右直线运动机构在水平方向沿纵向Y轴移动结束之后，数据处理与计算系统对所采集的轮廓数据进行分析，找出经过圆心的那组数据；

（3）根据得到的经过圆心的那组数据，进行圆拟合，得到圆心相对于传感器（内圈是两边的传感器，外圈是里面的两个传感器）的坐标位置以及轴承滚道的半径；

（4）利用每对传感器的之间的距离和滚道拟合出来的两个圆的圆心相对于各自传感器的距离，计算出两个圆心之间的距离，也是整个轴承的直径；

（5）水平旋转机构带动工作台上的轴承内圈和外圈旋转，重复上述步骤（1）～（4）得到滚道半径R，整个轴承直径D；

（6）水平旋转机构带动工作台上的轴承内圈和外圈旋转a度，重复上述步骤（1）～（4），转动N=                                               次，得到、、…… , 、、…… ；

（7）最后求出滚道半径 和轴承直径 。

更进一步地，上述的轴承直径与滚道半径测量的方法，步骤（2），轮廓数据分析的方法是：针对每组轮廓曲线找到构成此曲线所有坐标中Y轴方向的最小值，将每组的都存在一个数组H中，对数组H进行计算，轴承外圈测量时找出最小值，轴承内圈测量时找出最大值，从而找出经过圆心的那组轮廓数据。

更进一步地，上述的轴承直径与滚道半径测量的方法，步骤（3），圆拟合的方法为：

①在滚道轮廓中任取三个点，组成一个三角形，然后得到这个三角形的外接圆，进而求出外接圆的圆心坐标（, ）以及圆心到三个点的距离 ，即滚道半径；

②步骤①重复m次，得到外接圆的圆心坐标，，……，，……