[发明专利]一种回转支承滚道检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械零部件检测领域，特别涉及一种回转支承滚道检测装置及其检测方法。

背景技术

回转支承是机械工业使用广泛、要求严格的配套件和基础件，被人们称为机械的关节。随着近年来工程机械的发展，特别是军工、国防的特殊要求，回转支承作为一种精密的基础件，其精度要求逐渐以微米来衡量，而普通机械零件的制造公差一般只有0.01毫米。因此，在实际生产当中，通常选用选配的方式，这就对滚道轮廓的检测精度提出了较高要求。目前，国内回转支承制造生产企业大都采用桥尺测量棒对回转支承内外滚道直径进行检测，桥尺一端固定，一端移动，移动部分连接百分表，由弹簧复位，两端通过钢球与滚道接触，测量前，桥尺在测长仪上校核，确定桥尺的基本尺寸及压力值，即可检测滚道的直径尺寸。此滚道直径检测方案仅能检测滚道直径，且未考虑球形测量装置磨损引起的测量误差，无法检测滚道形状而滚道形状的精度对于回转支承制造精度、装配间隙，甚至是对整车的工作性能、作业安全性、使用寿命等都会产生重要的影响。

此外，相关技术中，针对回转支承滚道直径的测量主要有接触式及非接触式两种，对于滚道形状的关键尺寸的测量需要专用设备或装置，且精度等级受限。申请号为CN200910312499.9的中国专利公开了一种能够检测滚道形状的非接触式在线测量装置及方法，如图1所示，该在线测量装置包括数控机床1’、被测轴承2’、刀架3’、固定装置4’、激光位移传感器5’、数据采集箱体6’及数据采集模块7’。该测量装置可完成大型回转支承滚道形状及尺寸的检测，但这种设备为专用设备，虽然结构相对简单，但使用成本较高，且只能完成回转支承类产品的测量，并且只能通过扫描方式完成测量，因此精度较低，仅在0.01毫米左右，无法满足高精度检测及设备通用性的要求。其次，所使用的方法也没有解决回转支承滚道形状难以测量、滚道上下圆弧偏心距离及钢球与滚道接触角测量较难的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种回转支承滚道检测装置及方法，用于解决回转支承滚道形状难以测量、滚道上下圆弧偏心距离及钢球与滚道接触角测量较难、测量精度较低的问题。

一方面，本发明提出了一种回转支承滚道检测装置，所述回转支承滚道检测装置包括测量主机，所述测量主机包括桥架、工作台及驱动系统，所述桥架置于工作台上，所述驱动系统置于工作台上，用于驱动所述桥架；所述测量装置还包括控制系统，所述控制系统包括手柄，所述手柄用于操作驱动系统；所述测量装置还包括测头测座系统，所述测头测座系统包括用于测量回转支承滚道的测量装置及用于计算和统计测量数据的数据处理系统。

进一步地，所述桥架包括支腿和与所述支腿固定连接的横梁，所述支腿垂直设立于所述工作台上，所述横梁水平设置于所述支腿上。

进一步地，所述测量装置置于所述横梁中部的滑架上，所述测量装置可相对于所述横梁上下伸缩，所述数据处理系统包括计算机，所述测量装置与所述计算机电连接。

进一步地，所述测量装置为三坐标测头、或扫描测头或光学测头。

上述回转支承滚道检测装置，测量精度更高，同时，测量装置的通用性更强，因此，成本相对较低，更容易推广应用。

另一方面，本发明还提出一种回转支承滚道检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：把待检回转支承置于工作台上，调整回转支承位置，使回转支承在检测范围内；

步骤S2：操作手柄，采集回转支承上不少于四点的对称位置数据，得到回转支承横截面圆心坐标（X₀，Y₀，Z₀）及回转支承的变形数据；

步骤S3：移动桥架，使X=X₀，并锁定X轴，移动Y轴，分别测得X0Z截面上圆弧n点（n≥4）共n组样点的半径R1至Rn；

步骤S4：移动桥架，使Y=Y₀，并锁定Y轴，移动X轴，分别测得Y0Z截面上圆弧n点（n≥4）共n组样点的半径R1至Rn；

步骤S5：将上述获得的2n组点列数据传输到数据处理模块，实现回转支承滚道轮廓的二维重建，给定名义值后，可得待测回转支承滚道上下轮廓的中心偏距G、滚道圆弧半径R1、滚道直径尺寸A。

步骤S6：通过滚道偏心距离G、钢球半径r与滚道半径尺寸R1的偏差值，计算钢球与滚道实际接触角度=arcsin[(G/2(R1-r)]。