接触式轴承内径检测机检测探头的结构设计策略

雷文甲

佛山市宏御特智能设备有限公司，广东  佛山  528231

摘要：对轴承内径的自动测量的原理进行説明，阐述设计任务的关键，对接触式轴承内径检测机检测探头的结构进行分析，它包含整体结构的分析、检测方法的分析，这是做好探头结构设计的理论基础，从接触式轴承内径检测机检测探头的锥头结构设计和测头壳体外径公差带位置的确定这两个方面説明接触式轴承内径检测机检测探头的结构设计策略，通过误差检测，説明这一策略应用是成功的，这一设计策略可以有效控制接触式轴承内径检测机检测探头的应用误差。

关键词：接触式；轴承内径检测机；检测探头；结构设计 

在生产轴承时，人们需要检测轴径的内径，这是因为轴承内径需要与被支承件形成一个整体，如果内径的加工精度不能满足需求，那么精度不足的轴承应用于机械加工生产时，生产出来的产吕精度也将不能满足人们的需求。为了了解内径加工的精度，人们研发出了轴承内径自动化测量技术，而接触式轴承内径检测技术就是其中一种，其中探头的结构设计质量影响着这种检测技术使用的质量。

一、轴承内径的自动测量

轴承内径检测机检测分为接触式和非接触式这两种。非接触式是指应用扫描技术扫描轴承，而不必与轴承接触，计算机通过接受扫描反馈得到的数据完成数据建模和分析，然后给出判断的的结果。非接触式的自动测量技术虽然非常先进，但是这种技术对设备和生产环境要求较高，没有先进的仪仪器支持，没有计算机软件完成分析，这种自动测量技术无法实现。而接触式轴承内径检测机检测则将生产的轴承置于检测机中，检测机应用探头探入轴承内径与内径的外观接触，利用轴承内径外径给予探头位移量的影响，可以了解轴承内径加工的精度。当前这种技术已经比较成熟，自动测量的结果可以满足人们的需求。而影响接触式轴承内径检测机检测精度的关键就是探头的设计

二、设计任务来源

接触式测量可以通过与轴径内径进行接触，获取内径的单一内径尺雨偏关信息与平均内径变动量等关键技术信息，满足轴承内径加工质量检测的需求。这种测量实际上可以称之为半自动测量，它需要与轴承内径直接接触才能采集到信息。于是测头每使用一次，都会出现摩损。而如果科学设计测头，其关键在于减少测头应用造成的误差。

三、基本结构设计

图1：接触式轴承内径检测机检测探头的结构。

（一）接触式轴承内径检测机检测探头的结构分析

图1为接触式轴承内径检测机检测探头的结构。在检测轴承内径时，将轴承放在2中，让夹持块夹住轴承。3径向测杆的一端接收测量心轴插入轴承内径中，获得的推送力量，一端连接硬质合金测点，而这就是传感器采集到的数据，5的设置是应用弹簧片使径向测杆能够左右移动，6是固定座，它是为了固定整个接触式轴承内径检测机的结构，7为测头的壳体，它是要与轴承内径接触的，其材料的应用将影响检测的精度，8为连接体，它将各结构连接起来，10为复位弹簧，在完成一次检测，取出轴承以后，所有结构复位。

（二）接触式轴承内径检测机检测方法分析

现设为测量心轴输出的对标值，为测点的对标准，为测量心轴输出的减方向的测量值，为测点在减方向的测量值，为测量心轴输出的加方向的测量值，为测点在加方向的测量值，那么要求与、与呈现性的关系，并且要求/，呈现的函数数值比值非常接近/的比值。

四、接触式轴承内径检测机检测探头的设计分析

（一）接触式轴承内径检测机检测探头的锥头结构设计

以减少测量误差为目标来优化检测探讨的设计，根据以上测量的方法，需要让测点的测量数值与测头的测量数值呈线性关系。在实践中发现测量心轴前端圆锥表面选择1：1的锥度易于控制精度：当圆锥角较小时，可以传递很大的转矩，圆锥配合同轴度高时，能够做到无间隙的配合；这种几何设计易于使用圆规套矩优化定位，在操作中有很大的优势。该次设计的接触式轴承内径检测机检测探头结构如图2。

图2：接触式轴承内径检测机检测探头的锥头结构

（二）测头壳体外径公差带位置的确定

测头壳体的设计作用是定位，令轴承内径与测点的位置吻合，而这涉及到精度的问题。如果被测表面间隙太小，那么会由于摩擦值太大而导致误差太大，而如果让被测表面间隙太大，那么取值精度不足也易导致训，误差太大。依几何原理分析在被测要求尺寸和测头外径尺寸最小时出现的同轴度误差最大，并且两者之间的间隙也最大。依《机械零件设计手册》（以下简称《手册》）的要求，将《手册》的最大误差代入计算，将测头壳体的外径尺寸设计为mm，可以满足检测要求，又能满足误差控制的要求

四、对测头重复性测量误差的测试

现选择一测试项目，要求它的单一内径尺寸偏差为，测量精度设置为，被测的对象为6205/2，内径公称尺寸为mm，测量10次分析误差。10次所测量的值分别为-4.75、-4.25、-4.25、-4.75、-4.50、-4.25、-4.25、-4.50、-4.25、-4.50、，计算平均值为-4.425，计算重复性误差最大值为：

，数值小于《手册》规定的的控制要求，该次的接触式轴承内径检测机检测探头的结构设计是合理的。

结束语：

接触式轴承内径检测机检测探头的结构设计原理就是在分析接触式轴承内径检测机检测探头应用的机理上，利用几何原理合理控制锥头设计，让它易于定位及后续的操作，合理控制被测表面间隙，优化测头壳体的外径尺寸设计。从误差实验测试结果看到这一设计思路是合理的。

参考文献：

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