一种用于轴承内油脂及灵活性的检测装置
技术领域
本实用新型涉及轴承生产制造技术领域，特别是涉及一种用于轴承内油脂及灵活性的检测装置。
背景技术
轴承是当代机械设备中一种重要零部件。轴承起到支撑旋转轴的作用，应用于各种机械传动结构。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，严格的说是由外圈、内圈、滚动体、保持架、密封圈、润滑油六大件组成。内圈用于与旋转轴轴端相装配，为旋转轴提供支撑，通常在内圈外侧设有与滚动体相适应的凹形内滚动通道；外圈通常装配在固定的部件上，为内圈旋转提供基础，通常在外圈内侧设有与滚动体相适应的凹形外滚动通道，这样内圈与外圈之间就形成滚动体的完整滚动通道；滚动体装配在内圈与外圈之间的滚动通道内，将旋转轴与固定部件的滑动摩擦运动转化为滚动摩擦运动，减小了摩擦力；保持架位于滚动轴承内圈与外圈之间，并将滚动体相互分开，以避免滚动体之间的摩擦，同时保证滚动体保持在适当位置，使各滚动体受力均匀，提高滚动轴承工作的稳定可靠性。
在轴承工作过程中，滚动体与外圈、保持架以及内圈之间的滚动摩擦运动使得滚动体、外圈、保持架和内圈的滚动接触面容易磨损，从而缩短轴承的疲劳寿命，因此必须对轴承进行润滑。轴承润滑脂由低粘度合成润滑油并添加有抗氧化、防锈蚀等多种添加剂配制而成的润滑油。润滑脂对轴承具有很好作用，提供了很好的黏附性、耐磨性、耐温性、防锈性和润滑性，能够提高高温抗氧化性，延缓老化、能溶解积碳、防止金属磨屑和油污的结聚，提高机械的耐磨、耐压和耐腐蚀性。
轴承要加润滑脂是不能加满的，润滑油在轴承工作时也会跟着滚珠沿滚道旋转，所以要留出一定的空隙以减小润滑脂的阻力。另外，润滑油在工作发热时体积会膨胀，也需留出一定空间。实践证明，凡是润滑脂加满的轴承，工作时一定会发热并且会外溢。
轴承油脂性能特点：优异的抗磨极压性能，确保最佳负荷能力；极有效地减少摩擦，把产生的热量控制在最低限度；优异的高温氧化安定性，保证润滑部位高温长期正常工作；对轴承提供全面保护，极大地延长轴承寿命；对金属表面有极佳的润滑作用，尤其在边界润滑情况下。
因此，向轴承内注入油脂和轴承灵活性检测，这两道工序在轴承的生产制造过程中不可缺少。在实际生产过程中会出现注入油脂的轴承和没有注入油脂的轴承容易发生混淆，因此需要对轴承内有无油脂进行检测；轴承在生产过程中可能存在装配误差、生锈、异物侵入等影响轴承灵活性的现象，因此需要对装配好的轴承进行灵活性检测。
现有技术中，轴承有无油脂检测与轴承灵活性检测是分开来检测的，其中轴承内有无油脂的检测主要是通过人工检测，即通过人的主观感觉来判定，这样很容易发生误判现象，造成有的轴承没有注入油脂而进入下一步工序，有的油脂重复注入油脂使得轴承内的油脂量过多，严重影响了产品的质量。同时，人工检测增加了工人的工作量，提高了生产成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中人工检测轴承内有无油脂的不足，提供一种用于轴承内油脂及灵活性的检测装置及其检测方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于轴承内油脂及灵活性的检测装置，包括支架，所述支架上安装有搬送模块、旋转模块、测量模块和柔性夹取模块；
所述旋转模块包括旋转电机、联轴器和旋转头；所述测量模块包括滑动架、动态扭矩传感器和液压缸；所述支架上固定安装有滑槽，所述滑动架与所述滑槽滑动连接，所述液压缸固定端固定安装在所述支架上，所述液压缸的活动端与所述滑动架固定连接；所述旋转电机和动态扭矩传感器均固定安装在所述滑动架上，所述旋转电机位于所述动态扭矩传感器上方，所述动态扭矩传感器位于所述旋转头上方；所述旋转电机的旋转轴、动态扭矩传感器的旋转轴和旋转头均通过联轴器传动连接。
优选的，所述搬送模块包括第一搬送部及与第一搬送部垂直设置的第二搬送部。
优选的，所述第一搬送部包括第一电机、第一主动轮、第一从动轮、搬送带和第一气缸；所述第一电机和第一气缸均固定安装在所述支架上，所述第一主动轮和第一从动轮均与所述支架转动连接，所述第一主动轮与所述第一电机的输出轴固定连接，所述第一主动轮和第一从动轮通过所述搬送带传动连接；所述第一气缸位于所述第一从动轮上方。
优选的，所述第二搬送部包括第二电机、皮带、上料口和出料口；所述皮带两侧设置有支撑板，所述支撑板固定安装在所述支架上，所述第二电机与所述支撑板固定连接；所述支撑板上转动连接有第二主动轮和第二从动轮，所述第二主动轮与所述第二电机的输出轴固定连接，所述第二主动轮和第二从动轮通过所述皮带传动连接；所述上料口和出料口均与所述皮带平行设置，且位于所述皮带的正上方；所述上料口和出料口均与所述搬送带齐平，且与所述搬送带垂直设置；所述第一气缸与所述上料口对应设置。
优选的，所述搬送带末端设置有挡板，所述挡板与所述上料口固定连接。
优选的，所述柔性夹取模块包括支撑垫板、第二气缸和夹持部；所述支撑垫板固定安装在所述旋转头正下方的支架上，且所述支撑垫板顶端面与所述上料口齐平；所述夹持部包括上夹板和下夹板，所述上夹板与下夹板滑动连接；所述第二气缸的固定端固定安装在所述下夹板上，所述第二气缸的活动端穿过所述下夹板与所述上夹板固定连接；所述下夹板与所述皮带固定连接，且所述下夹板与所述支撑板滑动连接。
优选的，所述上夹板和下夹板上均开设有夹持口，所述夹持口与所述旋转头对应设置。
本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型提供的轴承内油脂和灵活性的检测装置，可以同时实现轴承内有无油脂检测与轴承灵活性检测，可以快速准确地检测出轴承内有无油脂和是否存在灵活性的问题，省时省力、高效率，避免了人为误判的情况，可以提高轴承生产的自动化程度，从而提高生产效率，保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型检测方法的流程图；
图2为本实用新型检测装置的整体结构示意图；
图3为本实用新型检测装置的侧视图；
图4为本实用新型检测装置在工作状态下的侧视图；
图5为本实用新型旋转头的结构示意图；
图6为本实用新型夹持部的结构示意图；
其中，1-第一电机、2-第一气缸、3-搬送带、4-第二电机、5- 上料口、6-旋转电机、7-滑槽、8-联轴器、9-滑动架、10-动态扭矩传感器、11-旋转头、1101-第一轴段、1102-轴肩、12-液压缸、13- 上夹板、14-下夹板、15-支撑垫板、16-第二气缸、17-皮带、18-出料口、19-支撑板、20-挡板、21-支架、22-夹持口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型提供一种用于轴承内油脂及灵活性的检测装置，包括支架21，所述支架21上安装有搬送模块、旋转模块、测量模块和柔性夹取模块；所述旋转模块用于使轴承以预定转速和负载旋转，所述测量模块用于测量轴承在特定工况下的扭矩值，所述的柔性夹取模块用于轴承的无损伤夹取，所述搬送模块用于轴承的输入和输出；
所述旋转模块包括旋转电机6、联轴器8和旋转头11；所述测量模块包括滑动架9、动态扭矩传感器10和液压缸12；所述支架21上固定安装有滑槽7，所述滑动架9与所述滑槽7滑动连接，所述液压缸12固定端固定安装在所述支架21上，所述液压缸12的活动端与所述滑动架9固定连接；所述旋转电机6和动态扭矩传感器10均固定安装在所述滑动架9上，所述旋转电机6位于所述动态扭矩传感器10上方，所述动态扭矩传感器10位于所述旋转头11上方；所述旋转电机6的旋转轴、动态扭矩传感器10的旋转轴和旋转头11均通过联轴器8传动连接。
进一步的，所述搬送模块包括第一搬送部及与第一搬送部垂直设置的第二搬送部。所述第一搬送部包括第一电机1、第一主动轮、第一从动轮、搬送带3和第一气缸2；所述第一电机1和第一气缸2均固定安装在所述支架21上，所述第一主动轮和第一从动轮均与所述支架21转动连接，所述第一主动轮与所述第一电机1的输出轴固定连接，所述第一主动轮和第一从动轮通过所述搬送带3传动连接；所述第一气缸2位于所述第一从动轮上方；在第一气缸2的位置安装有接近开关，为第一气缸2工作提供触发信号；所述第二搬送部包括第二电机4、皮带17、上料口5和出料口18；所述皮带17两侧设置有支撑板19，所述支撑板19固定安装在所述支架21上，所述第二电机4与所述支撑板19固定连接；所述支撑板19上转动连接有第二主动轮和第二从动轮，所述第二主动轮与所述第二电机4的输出轴固定连接，所述第二主动轮和第二从动轮通过所述皮带17传动连接；所述上料口5和出料口18均与所述皮带17平行设置，且位于所述皮带 17的正上方；所述上料口5和出料口18均与所述搬送带3齐平，且与所述搬送带3垂直设置；所述第一气缸2与所述上料口5对应设置。
进一步的，为防止轴承掉落，在所述搬送带3末端设置有挡板 20，所述挡板20与所述上料口5固定连接。
进一步的，所述柔性夹取模块包括支撑垫板15、第二气缸16和夹持部；所述支撑垫板15固定安装在所述旋转头11正下方的支架21上，且所述支撑垫板15顶端面与所述上料口5齐平；所述夹持部即可以夹取轴承并进行运输，也可以在扭矩检测时用于固定轴承外圈。所述夹持部包括上夹板13和下夹板14，所述上夹板13与下夹板14滑动连接；所述第二气缸16的固定端固定安装在所述下夹板 14上，所述第二气缸16的活动端穿过所述下夹板14与所述上夹板 13固定连接；所述下夹板14与所述皮带17固定连接，且所述下夹板14与所述支撑板19滑动连接。
进一步的，所述上夹板13和下夹板14上均开设有夹持口22，所述夹持口22与所述旋转头11对应设置。
使用该检测装置的检测方法，包括：
步骤1、使轴承以预定转速和负载旋转；液压缸12拉动整个滑动架9向下运动，当旋转头11的第一轴段1101插入轴承内圈的圆孔内，旋转头11的轴肩1102与轴承内圈的上端面贴合时，液压缸12 停止工作；此时旋转电机6带动动态扭矩传感器10旋转，动态扭矩传感器10带动旋转头11旋转，当转速达到设定值时，采集扭矩值，并将扭矩传输到计算机进行分析判定；
步骤2、判断所测扭矩是否不大于判定界限A；若所测扭矩不大于判定界限A，则判定该轴承未注油脂，若大于判断界限A，则进入下一步骤进行判断；
步骤3、判断所测扭矩是否大于判定界限A小于判断界限B；若所测扭矩大于判定界限A小于判断界限B，则判定该轴承已经注油脂，若所测扭矩不小于判断界限B，判定该轴承存在灵活性问题或者油脂注入过多。
所述轴承型号为6305深沟球轴承。在进行检测前，首先要确定轴承的特定工况和判断界限。设定轴承以500rpm的预定转速和负载旋转。通过对50个注油脂合格的轴承进行检测、计算所测扭矩的平均值为250N.mm。
在轴承的转速到达500rpm时，动态扭矩传感器10将测得的扭矩传输到计算机进行分析判断。注入油脂的轴承和没有注入油脂的轴承所对应的扭矩之间的差异较为明显，在转速不断增加后，注入油脂与未注入油脂的轴承扭矩都将减小。结合轴承及设备本身的实际情况，选取500rpm作为有效转速和特定工况。在500rpm处，注入油脂的轴承所对应的扭矩的平均值250N.mm，综合考虑油脂量多少等因素的影响，将判定界限A定为200N.mm，将判定界限B定为300N.mm，即动态扭矩传感器10在轴承转速为500rpm时实际检测到的扭矩不大于200N.mm时，判断该轴承没有注入油脂；动态扭矩传感器10在轴承转速为500pm时实际检测到的扭矩大于200N.mm小于300N.mm时，判断该轴承已经注入油脂；动态扭矩传感器10在轴承转速为500rpm 时实际检测到的扭矩不小于300N.mm时，判断该轴承存在损坏、卡壳等灵活性问题。
上述检测装置的检测原理：
第一电机1转动带动搬送带3旋转，搬送带3上的轴承在静摩擦力的作用下向前运动，当轴承运送到第一气缸2位置，触发接近开关，第一气缸2向前推动轴承进入上料口5，上夹板13与下夹板14在第二气缸16的作用下收紧，夹取上料口5的轴承。夹取轴承后，第二电机4转动带动皮带17移动，从而带动夹取装置移动到旋转头11正下方。当轴承处于旋转头11正下方时，第二电机4停止转动，且液压缸12拉动整个滑动架9沿着滑槽7向下运动，让旋转头11的第一轴段1101与轴承内圈贴合，旋转头11的轴肩1102与轴承内圈端面贴合。旋转电机6以一定转速旋转，在联轴器8的作用下，带动动态扭矩传感器10旋转，动态扭矩传感器10在联轴器8的作用下带动旋转头11旋转。旋转头11带动轴承内圈旋转，当动态扭矩传感器10采集到信号后，将信号传输给计算机进行处理、分析。测量结束后，旋转电机6停止转动，液压缸12推动整个滑动架9沿着滑槽7向上移动，当旋转头11完全离开轴承内圈后，轴承在第二电机4的作用下移动至出料口18，夹取装置上的气缸推开上夹板13，放下轴承，夹取装置移动到上料口5，进行下一次的夹取。整个检测过程实现了自动化检测。
轴承内部摩擦力的计算：根据导致摩擦的根本原因来详细分析，则可给出更准确的计算方法。轴承内部需要考虑四个不同导致摩擦的原因，有滑动摩擦、滚动摩擦、密封件的摩擦以及损伤、卡壳等导致的摩擦。因此，得到公式f＝f1+f2+f3+f4，式中，f＝内部总摩擦力， f1＝滚动摩擦力，f2＝滑动摩擦力，f3＝密封件的摩擦力，f4＝损伤、卡壳等导致的摩擦力，这种方法确定发生在轴承中每种导致摩擦的原因并可将这些因素结合起来。此外，还可根据需要，加入密封件和其它额外原因导致的摩擦来计算总摩擦力。
扭矩＝力×力臂，单位为N.m，当力臂不变时，力与扭矩成正比。对于注入油脂的轴承，在旋转时，轴承内部的阻抗力＝油脂粘合力+ 总摩擦力；对于没有注入油脂的轴承，在旋转时，轴承内部的阻抗力＝内部总摩擦力；对于损伤、卡壳的轴承就会比正常轴承多出一个摩擦力f4。由此可见，注入油脂的轴承与没有注入油脂的轴承相比，在旋转时轴承内部的抵抗力多了一个油脂粘合力，根据扭矩＝力×力臂得出力臂不变的情况下，力越大扭矩就越大，所以在相同的转速下，注入油脂的轴承扭矩大于没有注入油脂的轴承的扭矩。存在卡壳、畸变等灵活性问题的轴承扭矩大于未注入油脂的轴承。存在卡壳、畸变等灵活性问题的轴承扭矩分布在两个区间，第一个区间是：未注入油脂的扭矩小于存在灵活性问题的扭矩小于注入油脂的扭矩；第二个区间是存在灵活性问题的扭矩大于注入油脂的扭矩。因此，在轴承本设计在轴承灵活性检测问题上，主要是分辨出扭矩大于已注入油脂轴承扭矩的瑕疵轴承。
所述轴承的转速并不局限于某一个值，同一轴承在不同转速时的扭矩是不同，不同型号的轴承在相同转速时扭矩也各不相同，因此，在确保测量精度的情况下，可以选择不同的转速，根据上述方法判定界限。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
