圆柱滚子激光测量分选机设计及有限元分析

发布时间：2020-07-01 23:28

【摘要】： 滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,滚动体是滚动轴承的核心元件,由于它的存在,相对运动表面间才有滚动摩擦。滚子对轴承寿命的影响在理论上仅次于内圈的作用,因此,提高滚动体加工精度及按级分选滚动体对提高轴承制造业水平有着重要的作用。在滚子分选领域,采用千分表测量是应用最早,也是应用时间最长的手段,但随着滚子的产量不断提高,传统的方式不再适合当今的生产条件,研发新式的分选设备作为众多厂家以及科研院所的主要研究方向。经过不断的发展,分选机的分选效率从50-60个/分提高到100-120个/分,测量尺寸从20mm扩大至30mm,自动化水平有明显的变化,但基于现有分选机可测滚子尺寸适用范围小,仍应继续研发自动化程度更高、测量速度更高及更人性化的分选机。圆柱滚子激光测量分选机的研制是来自轴承企业的课题,本课题目的是依用户对产品的使用需求研制一种应用对象为圆柱滚子的分选机。课题研究的主要内容有以下几个方面： (1)在测量工艺方面,在总结得到现有滚子分选机的测量尺寸范围小的缺点后,该设备采用了不同于当前分选机的测量方式,提出了一种新式的利用激光传感器进行非接触式测量以获得滚子直径的方法； (2)进行分选机结构设计,实现用户需求。该装置采用一个5°的斜面与气缸联合动作实现送料,利用激光传感器对滚子直径进行测量,测后的滚子被传送链输送到指定位置,在高压气的作用下使滚子沿着落料管进入落料盒； (3)并对测量过程中由于随机误差,系统测量误差引起的对测量结果可能产生误差的原因进行分析,找出主要误差和次要误差,对可能产生的误差值进行量化,并提出避免和减少误差产生的方案； (4)对设备中的关键件进行有限元分析,保证实现预定功能。本设备采用非接触的测量方式,采用激光传感器能提高设备的测量精度,并且双排落料可使滚子分选效率达到120-150个/分,实现快速准确的分选目的,满足用户需求。构件进行ANSYS分析,对设计结果进行验证的同时进行结构改进设计。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.33
【图文】：

气动式,料斗

测量部分，机体部分和控制部分五个部分。其中，滚子在长度方向上合格与否的判别采用电接触式发信器，直径测量采用电感式测头，在送料和落料过程中分别用了汽缸控制送料位置与汽缸控制落料箱门的开关‘刘。如图1.3所示，它运用了一种往复式料

圆柱滚子,测量机构

实际采用的是一组复合汽缸，中间中空的活塞杆即为料管，通过两个汽缸的往复式动使滚动体沿着管向下移动。如图1.4所示，该装置为了测量精确，又便于调整，采了带有可调测力大小，可调测量合金棒平行性的装置，而且，在结构上采用了高精度轨和微调螺杆等装置，因此能够保证测量获得的数值的准确。另外，从图中，我们能看见工件并不是直接跟传感器的测头接触，而是通过一个带有两平行弹簧片的架在旋支点上的装置，把工件尺寸发生的微小变化值转化到电感测头上。再者，在送料的过中采用的是汽缸推进的方式送料，这样的动作跟机械式比较起来，不仅能够更好的节空间，也具有可以随意控制动作的优势。此种设备在70年代满足了当时生产时的需要，在一定程度上缓解了劳动力资源分方面的问题，但是，我们可以很清晰的看出，设备中采用了过多的机械结构，这就难避免长时间使用后会出现测量数值跟理想数值差额较大的现象。此外，它能实现的圆滚子测量的直径和长度方面都有一定的局限性，不能满足圆柱滚子的所有尺寸的测乳。

【参考文献】