一种便携式轴承轴向间隙测具及测量方法

技术领域

本发明属于航空修理领域，具体涉及一种便携式轴承轴向间隙测具及测量方法。

背景技术

当需要在飞机上进行故检，或者需要对某些大部件进行检测时，现有轴承轴向间隙的测量方法，是将单个轴承放在轴承间隙测具上采用砝码加载的方式进行测量。如图1所示的方向舵复合舵机，在测量轴承间隙时，现有技术采用先将轴承分解再进行测量，并且在测量后再次装配，该方式需要对整个部件进行装配，检测周期长，消耗大量人力和物力，降低了检测效率；此外，在分解和再次装配轴承的过程中，容易造成轴承的二次损伤，在轴承的工作周期外造成不必要的损失。

因此，提出一种便携式轴承轴向间隙测具及测量方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的检测周期长、检测效率低、容易造成轴承的二次损伤，为此提供了一种便携式轴承轴向间隙测具及测量方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种便携式轴承轴向间隙测具，其特殊之处在于：

包括壳体、压紧机构、调整机构和测量机构；

所述调整机构包括测具轴、弹性拨杆、调整块、转轴和长螺杆；

所述压紧机构包括压板和固定螺钉；

所述壳体内设有拨杆通道、测量通道和紧固通道，三个通道呈“工”字型，拨杆通道在壳体的长度方向上；所述测量通道一端设有用于对测具轴轴向限位的限位槽，限位槽的外端面与被测轴承的表面相配合；所述壳体在拨杆通道内设有与转轴相配合的第一转轴通孔；

所述测具轴设置在测量通道内；所述测具轴的一端穿过被测轴承的内孔，且端部不超出被测轴承的外表面，端面设有用于安装固定螺钉的同轴螺纹盲孔；所述测具轴在被测轴承通孔外一端设有限位台阶，所述限位台阶与限位槽相配合；所述测具轴的另一端与测量机构相配合；所述测具轴上还设有与拨杆头部相配合的拨杆通孔；

所述弹性拨杆设置在拨杆通道内；所述弹性拨杆头部固定在拨杆通孔内，且顶端不超出测具轴的外表面；所述弹性拨杆中部设有与转轴相配合的第二转轴通孔，弹性拨杆底部设有用于安装长螺杆的紧固螺纹通孔；

所述转轴同时安装在第一转轴通孔和第二转轴通孔；

所述长螺杆穿过紧固螺纹通孔设置在紧固通道内，与弹性拨杆螺纹连接，长螺杆旋转进而带动弹性拨杆绕转轴旋转；

所述压板一端设有螺钉通孔，另一端设有直线型凹槽，中部设有螺柱通孔；所述螺钉通孔的内端面与被测轴承的表面相配合；所述压板与壳体共同压紧被测轴承的外圈；

所述固定螺钉设置在测具轴的螺纹盲孔内，固定螺钉头部设有压紧被测轴承一端的限位台阶，所述测具轴和固定螺钉通过限位台阶从两个方向共同夹紧被测轴承的内圈；

所述测量机构与测具轴相配合，用于测量测具轴在测量通道内的移动距离。

进一步地，所述壳体上设有两个螺纹盲孔，用于紧固压板；所述螺纹盲孔与测量通道相平行；

所述双头螺柱穿过螺柱通孔安装在一个螺纹盲孔内，通过压板外侧的压紧螺母将压板压紧被测轴承的外圈；

所述支撑螺栓安装在另一个螺纹盲孔内，并通过锁紧螺母固定在壳体上，支撑螺栓的顶端与压板的圆形凹槽相配合。

进一步地，所述双头螺柱还穿设有弹簧，所述弹簧两端分别接触压板和壳体。

优选地，为了便于拆装，所述螺钉通孔设置在压板的顶端，且螺钉通孔设有径向缺口。

进一步地，为了减少零件之间的磨损、保证设备的精度，所述测量通道内部设有测具轴衬套，所述测具轴衬套与测具轴相配合，包括设置在拨杆通道两侧的第一衬套和第二衬套。

进一步地，所述测量机构包括千分表，所述千分表通过夹紧螺钉和第三衬套固定在测量通道一端，千分表表头通过卡簧设置在测量通道内，表头测量端与测具轴的端面相接触；

所述第三衬套设置在测量通道内；所述第三衬套设有光孔和衬套螺纹通孔，所述光孔与千分表表头相配合，所述衬套螺纹通孔与夹紧螺钉相配合；

所述测量通道设有用于安装夹紧螺钉的夹紧螺纹通孔，所述夹具螺纹通孔与测量通道垂直；所述夹紧螺钉依次穿过夹紧螺纹通孔和衬套螺纹通孔压紧在千分表表头的侧壁上，将千分表固定在测量通道一端。

进一步地，为了保证紧固效果，所述测量通道的外端端面和压板的螺钉通孔的内端面都设有直线型凹槽，所述直线型凹槽与被测轴承的凸起相配合。

进一步地，所述长螺杆穿过紧固螺纹通孔设置在紧固通道内，与弹性拨杆螺纹连接，长螺杆两端伸出紧固通道用于安装加载螺母；所述加载螺母有两个，加载螺母侧端面上设有紧定螺钉，两个加载螺母通过紧定螺钉固定在长螺杆的两端。

进一步地，所述调整块通过紧固件固定在弹性拨杆底端，选择不同的调整块尺寸实现控制弹性拨杆的变形量。

一种采用上述便携式轴承轴向间隙测具的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：拧松压紧螺母，拧出固定螺钉，退出压板；

步骤2：将固定螺钉穿过被测轴承的内孔与测具轴相连，测具轴和固定螺钉通过限位台阶从两个方向共同夹紧被测轴承的内圈；

步骤3：推动压板，拧紧压紧螺母使压板和壳体从两个个方向共同压紧被测轴承的外圈；

步骤4：旋转加载螺母，带动长螺杆转动，弹性拨杆拨动测具轴轴向运动使调整块侧面与壳体内孔贴合后，将千分表调零；

步骤5：反向旋转加载螺母，带动长螺杆反向转动，弹性拨杆拨动测具轴轴向运动；当调整块侧面与壳体的另一端内孔贴合后，对千分表读数，得到待测轴承的轴向间隙。

本发明的优点是：

1.本测具通过拨杆带动测具轴移动的轴向位移，确定被测轴承的轴向间隙，简化了测具结构，减轻了测具重量，携带便携；测量方法成本低、读数直观，防止人为差错，保障了产品质量。

2.本方法在检测时无需分解轴承，直接对飞机上或其他大部件进行轴承轴向间隙测量，扩展了轴承检查的工作场景，避免轴承在分解和装配过程中受到的二次损伤，减少人力、物力的浪费，提升了检测效率，压缩了修理周期，保障产品的质量。

3.本测具仅需通过更换不同的测具轴及其配套的衬套，即可适用于多种不同规格的轴承测量，更换流程简单，适用范围广。

附图说明

图1：方向舵复合舵机俯视图；

图2：便携式轴承轴向间隙测具剖视图；

图3：便携式轴承轴向间隙测具结构示意图；

图4：壳体结构示意图；

图5：弹性拨杆结构示意图；

图6：压板结构示意图；

图7：固定螺钉剖视图；

图8：测具轴结构示意图；

图9：压紧螺母结构示意图；

图10：调整块结构示意图。

图中：1-壳体；2-弹性拨杆；3-加载螺母；4-长螺杆；5-调整块；6-锁紧螺母；7-支撑螺栓；8-压板；9-压紧螺母；10-固定螺钉；11-第一衬套；12-测具轴；13-第二衬套；14-夹紧螺钉；15-第三衬套；16-卡簧；17-转轴；18-压缩弹簧；19-沉头螺钉；20-紧定螺钉；21-双头螺柱；22-被测轴承。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：

如图2、图3所示的一种便携式轴承轴向间隙测具，包括壳体1、压紧机构、调整机构和测量机构；

调整机构包括测具轴12、弹性拨杆2、调整块5、转轴17和长螺杆4；

压紧机构包括压板8和固定螺钉10；

测量机构包括千分表；

如图1所示的方向舵复合舵机，待测轴承的轴向游隙≤0.03mm，轴承两个外周端面设有直线型凸起。

如图4所示，壳体1内设有拨杆通道、测量通道和紧固通道，三个通道呈“工”字型，拨杆通道在壳体1的长度方向上；为了减少零件之间的磨损、保证设备的精度，测量通道内部设有测具轴衬套，测具轴衬套与测具轴12相配合，包括设置在拨杆通道两侧的第一衬套和第二衬套。测量通道一端设有用于对测具轴12轴向限位的限位槽，限位槽的外端面与被测轴承22的表面相配合，设有直线型凹槽；壳体1在拨杆通道内设有与转轴17相配合的第一转轴通孔；测量通道设有与测量通道相垂直的夹紧螺纹通孔，用于安装夹紧螺钉14；

壳体上设有两个用于紧固压板8的螺纹盲孔，螺纹盲孔与测量通道相平行；

其中，双头螺柱21穿过螺柱通孔安装在一个螺纹盲孔内，通过压板8外侧的压紧螺母9将压板8压紧在被测轴承的外圈上；双头螺柱21还穿设有弹簧18，弹簧18两端分别接触压板8和壳体1，便于拆卸后退出压板8；支撑螺栓7安装在另一个螺纹盲孔内，并通过锁紧螺母6固定在壳体1上，支撑螺栓7的顶端与压板8的凹槽相配合，用于支撑压板8一端，保证压板8与被测轴承22接触面的贴合度。

如图8所示，测具轴12设置在测量通道内；测具轴12的一端穿过被测轴承22的内孔，且端部不超出被测轴承22的外表面，测具轴端面设有用于安装固定螺钉10的同轴螺纹盲孔；测具轴12在被测轴承通孔外一端设有限位台阶，限位台阶与限位槽相配合；测具轴12的另一端与千分表相配合；测具轴12上还设有与拨杆2的头部相配合的拨杆通孔。

如图5所示，弹性拨杆2设置在拨杆通道内；弹性拨杆2头部固定在拨杆通孔内，且顶端不超出测具轴12的外表面，弹性拨杆2拨动测具轴12轴向运动；弹性拨杆12中部设有与转轴17相配合的第二转轴通孔，弹性拨杆2底部设有用于安装长螺杆4的紧固螺纹通孔。

弹性拨杆的弹力计算公式为：P＝F*A/L

其中，动力臂“L”大于阻力臂“A”，在保持该比例的情况下进一步缩小弹性拨杆和其余结构的尺寸，也可使得测具重量进一步减少，达到测具便携的目的。

P值计算方法：

P＝bh

其中，σp为材料的比例极限(MPa)；

变形量t

t

其中，E为材料的弹性模量(MPa)；

长螺杆4穿过紧固螺纹通孔设置在紧固通道内，与弹性拨杆2螺纹连接，长螺杆4两端伸出紧固通道用于安装加载螺母3。

转轴17优选用圆柱销，转轴17同时安装在第一转轴通孔和第二转轴通孔内，使弹性拨杆2可绕转轴17转动。

如图9所示，两个加载螺母3侧端面上设有紧定螺钉20，两个加载螺母3通过紧定螺钉20固定在长螺杆4的两端，加载螺母3旋转带动长螺杆4旋转。

如图6所示，压板8一端设有螺钉通孔，另一端设有直线型凹槽，中部设有螺柱通孔；为了便于拆装，螺钉通孔设置在压板8的顶端，且螺钉通孔设有径向缺口；由于被测轴承22的两个外周端面设有直线型凸起，测量通道的外端端面和压板8的螺钉通孔的内端面都设有直线型凹槽，且与被测轴承22的直线型凸起相配合，压板8与壳体1共同压紧被测轴承22的外圈，对被测轴承22周向限位的同时提升了表面贴合度，保证紧固效果。

如图7所示，固定螺钉10设置在测具轴12的螺纹盲孔内，固定螺钉10头部设有压紧被测轴承22一端的限位台阶，测具轴12和固定螺钉10通过限位台阶从两个方向共同夹紧被测轴承22的内圈；

如图2所示，千分表通过夹紧螺钉14和第三衬套15固定在测量通道一端，千分表表头通过卡簧16设置在测量通道内，表头测量端与测具轴12的端面相接触，用于测量测具轴12在测量通道内的移动距离。

第三衬套15设置在测量通道内；第三衬套15设有光孔和衬套螺纹通孔，光孔与千分表表头相配合，衬套螺纹通孔与夹紧螺钉14相配合；

夹紧螺钉14依次穿过夹紧螺纹通孔和衬套螺纹通孔压紧在千分表表头的侧壁上，将千分表固定在测量通道一端；如果夹紧螺钉14与千分表表头的侧壁不垂直则会影响千分表的测量精度。

如图10所示的调整块5，调整块为“U”型方块，底部设有沉头通孔；如图2所示，调整块5通过沉头螺钉19固定在弹性拨杆2的底端，通过选择调整块5的宽度以控制弹性拨杆2的变形量t1和t2；在测具装配后首次校验测具轴12对被测轴承22的加载力时，如果对被测轴承的加载力不符合要求，操作人员只需拆卸沉头螺钉19并更换不同宽度的调整块5，即可调整弹性拨杆2的变形量大小，达到调整加载力的目的，而无需更换内部的弹性拨杆2。在测具长期使用后，弹性拨杆2的弹力衰减，也可以通过更换不同宽度的调整块5的方式，达到调整加载力的目的，而无需更换内部的弹性拨杆2，因此适用于多种不同规格的轴承测量，更换流程简单，适用范围广。

采用本便携式轴承轴向间隙测具对被测轴承进行测量的方法为：

步骤1：拧松压紧螺母9，拧出固定螺钉10，退出压板8；

步骤2：将固定螺钉10穿过被测轴承22的内孔与测具轴12相连，测具轴12和固定螺钉10通过限位台阶从两个方向共同夹紧被测轴承22的内圈；

步骤3：推动压板8，拧紧压紧螺母9使压板8和壳体1从两个个方向共同压紧被测轴承22的外圈；

步骤4：如图2所示，旋转加载螺母3，带动长螺杆4转动，弹性拨杆2拨动测具轴12轴向运动使调整块5侧面与壳体1内孔贴合，即t1＝0，将千分表调零；

步骤5：反向旋转加载螺母3，带动长螺杆4反向转动，弹性拨杆2拨动测具轴轴向运动；当调整块5侧面与壳体1的另一端内孔贴合时，即t2＝0，对千分表读数，得到待测轴承22的轴向间隙。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。