一种用于检测轴承是否损坏的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及轴承检测技术领域，具体涉及一种用于检测轴承是否损坏的检测装置。


背景技术：

2.轮对是机车上与钢轨相接触的重要部件，现有轨道交通领域常用的轮对通常包括轮轴和对称设置于轮轴的轮子，且所述轮子与轮轴的端部之间预留有用于安装轴承的轴段，如附图1所示，即轴承的内圈安装于轮轴，而在轮轴的端部通常安装有前盖组件，所述前盖组件通常包括前盖(或称为端盖、压板)、铭牌、止动片以及若干螺栓，前盖、铭牌以及止动片上对应位置处分别设置有通孔，以便通过螺栓安装于轮轴的端部。
3.现有技术中，在装配轴承时，通常采用热装配的方式(即过盈配合)将轴承的内圈套设于轮轴，由于装配过程容易造成轴承的损坏，轴承损坏后会导致轴承外圈相对于轴承内圈的转动阻力增加、轴承外圈不能顺畅的相对于轴承内圈的转动甚至出现卡死的情况；当轴承装配完成后，通常需要检测轴承是/否在装配过程中发生损坏；然而，现有技术中，通常只能人工手动检测装配于轮轴后的轴承是否在装配过程中发生损坏，存在操作麻烦、工作量大、检测不精确、需要依赖经验等问题，亟待解决。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种检测装置，结构紧凑、设计合理，不仅可以检测装配于轮轴的轴承是否在装配过程中发生损坏，而且不需要依赖人工经验，具有自动化程度高、人工成本低、检测精度高等特点，可以有效解决现有技术存在的不足。
5.本实用新型所采用的技术方案是：
6.为解决现有技术中，在检测装配于轮轴的轴承是否在装配过程中发生损坏所存在的，操作麻烦、工作量大、检测不精确等问题，提供了一种用于检测轴承是否损坏的检测装置，包括机架、安装架、控制器和电机，所述机架安装有直线驱动机构，其中，
7.所述安装架的下端可转动的安装有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴的一端分别安装有用于接触轴承外圈的第一压轮和第二压轮，所述电机固定于所述安装架，并通过传动机构与所述第一转轴相连，所述第二转轴的一端设置有编码器；
8.所述直线驱动机构与所述安装架相连，用于在控制器的控制下驱动安装架竖直上升，以远离轴承的外圈，及在控制器的控制下驱动安装架竖直下降，以使第一压轮和第二压轮分别接触轴承的外圈；
9.所述电机和编码器分别与所述控制器相连，控制器用于控制所述第一压轮转动所设定的圈数，编码器用于检测第二压轮所转动的圈数并传输给控制器。在本方案中，当需要检测轴承是否在装配过程中发生损坏时，所述控制器可以驱动直线驱动机构动作，使得安装架可以沿竖直方向下降，以使得第一压轮和第二压轮分别接触并压紧轴承的外圈，而后，
控制器可以控制所述电机转动，从而驱动第一压轮转动，利用第一压轮与轴承外圈之间的摩擦力可以驱动轴承外圈转动，而轴承外圈的转动可以带动第二压轮转动，当第二压轮发生转动时，编码器可以记录第二压轮被动转动的圈数，并发送给控制器，控制器通过比较第二压轮的转动圈数和第一压轮的转动圈数即可精确判断轴承是否在装配过程中发生了损坏、评估轴承内外圈相对转动的阻力大小等，不仅自动化程度高、人工成本低，而且检测精度高，相比于现有技术具有显著地进步，可以有效解决现有技术存在的不足。
10.优选的，所述第一转轴和第二转轴设置于安装架的同一高度处；和/或所述第一压轮与第二压轮的尺寸相同。
11.方案一，所述直线驱动机构包括气缸、液压缸或电动推杆，所述气缸、液压缸或电动推杆固定于所述机架，并与所述安装架相连。
12.优选的，所述气缸包括缸体、导杆以及端板，所述导杆的一端设置于所述缸体，另一端连接所述端板，且导杆沿竖直方向布置；所述缸体固定于所述机架，所述安装架与所述端板相连；缸体与控制器相连，用于在控制器的控制下驱动导杆沿竖直方向伸/缩。在本方案中，采用气缸驱动机架动作，可以方便、快速、精确的控制安装架沿竖直方向的高度。
13.方案二，所述直线驱动机构包括驱动电机、丝杆、螺母以及导向机构，所述螺母套设于所述丝杆，丝杆可转动的安装于所述机架，并沿竖直方向分布，螺母与丝杆构成螺旋传动机构；
14.所述导向机构固定于机架，并与所述安装架相连，所述螺母与所述导向机构和/或安装架相连，所述驱动电机与控制器相连，用于在控制器的控制下驱动所述丝杆转动。
15.为实现传动和导向作用，优选的，所述导向机构包括滑块和滑轨，所述滑轨沿竖直方向固定于所述机架，所述滑块设置于所述滑轨，并与所述滑轨构成移动副，所述滑块固定于所述安装架；
16.或，所述导向机构包括导向杆和导向块，所述导向杆沿竖直方向固定于所述机架，所述导向块套设于所述导向杆，并与所述导向杆构成移动副，所述导向块固定于所述安装架。以便达到竖直导向的目的。
17.优选的，所述传动机构为带传动机构、齿轮传动机构、涡轮
‑
蜗杆传动机构中的一种或多种的组合。
18.优选的，还包括安装于安装架的减速器，所述电机固定于所述减速器，且电机的输出轴与所述减速器相连；所述传动机构采用的是带传动机构，所述带传动机构包括安装于减速器输出轴的主动轮、安装于所述第一转轴的从动轮以及传动带，所述传动带张紧于所述主动轮与从动轮之间，用于传动。设置减速器，可以起到减速、增加扭矩的作用，电机可以通过减速器和带传动机构驱动第一压轮转动，从而达到驱动轴承外圈转动的目的。
19.为解决本检测装置未对准轴承，即轴承并未处于第一压轮和第二压轮正下方时，第一压轮和第二压轮不能同时接触轴承外圈的问题，进一步的，还包括连接架，所述连接架固定于所述直线驱动机构，直线驱动机构用于在控制器的控制下驱动连接架竖直升/降，所述安装架的上端可转动的约束于所述连接架。在本方案中，通过设置连接架，使得连接架可以在直线驱动机构的驱动下实现竖直升/降功能，而通过可转动的约束安装架，使得安装架可以相对于连接架转动，使得当轴承并未处于第一压轮和第二压轮正下方，第一压轮与第二压轮与轴承的接触不同步时，当其中一个压轮先接触轴承后，在直线驱动机构向下驱动
的作用下及轴承的阻挡作用下，可以驱动安装架相对于连接架自行转动，从而使得另一个压轮可以逐渐接触轴承，最终使得两个压轮够可以接触并压紧轴承，从而有效解决所述技术问题。
20.进一步的，还包括销轴，所述安装架通过销轴铰接于所述连接架；所述连接架和/或安装架构造有用于进行铰接的铰接孔或铰接筒。以便利用销轴与铰接孔或铰接筒的配合实现铰接，从而达到可转动连接安装架的目的。
21.优选的，所述机架为l形结构，和/或所述机架的底部构造有若干安装孔。
22.优选的，所述控制器采用的是pc机、单片机、arm芯片、stm芯片或plc。不仅成本低，而且响应速度快，有利于实现精确的自动控制。
23.为解决轴承损坏预紧问题，进一步的，还包括警报器，所述警报器与所述控制器相连，当第二压轮转动的圈数与第一压轮转动的圈数之差大于所设定的阈值时，所述控制器控制所述警报器报警。以便提醒工作人员当前轴承已损坏，需要人工干预进行处理。
24.为实现远程监控，进一步的，还包括上位机，所述上位机与所述控制器相连，控制器用于将第二压轮所转动的圈数发送给上位机。以便实现远程监控。
25.与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种用于检测轴承是否损坏的检测装置，结构紧凑、设计合理，不仅可以检测装配于轮轴的轴承是否在装配过程中发生损坏，而且不需要依赖人工经验，具有自动化程度高、人工成本低、检测精度高等特点，可以有效解决现有技术存在的不足。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为轮对的结构示意图。
28.图2为本实用新型实施例中提供的一种检测装置的结构示意图。
29.图3为本实用新型实施例中提供的一种检测装置的局部结构示意图之一。
30.图4为本实用新型实施例中提供的一种检测装置的局部结构示意图之二。
31.图5为本实用新型实施例中提供的一种检测装置，检测轮对上轴承时的示意图。
32.图6为图5的a
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a视图。
33.图中标记说明
34.轮对100、轮轴101、轮子102、轴承103
35.机架200、安装孔201
36.安装架300、缸体301、导杆302、端板303、连接架304、铰接筒305、销轴306、电机307、减速器308、第一转轴309、第二转轴310、主动轮311、从动轮312、传动带313、第一压轮314、第二压轮315。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
38.实施例1
39.现有技术中常用的轮对如图1所示，轮对100包括轮轴101和对称设置于轮轴101两侧的轮子102，而在轮子102外侧的轮轴101上分别套设有轴承103；轮对100放置于轨道上，以便沿轨道滚动，且轮对可以固定在检测轴承是/否损坏的工位处；
40.本实施例提供了一种用于检测轴承103是否损坏的检测装置，包括机架200、安装架300、控制器和电机307，所述机架200安装有直线驱动机构，其中，
41.所述机架200可以是现有技术中常用的机架200，例如，如图2及图5所示，机架200可以采用l形结构，以便支撑安装架300，使得安装架300位于轮对100的上方；为便于安装机架200，架的底部构造有若干安装孔201，以便通过地脚螺栓将机架200安装于检测轴承103的工位处。
42.在本实施例中，所述安装架300的下端可转动的安装有第一转轴309和第二转轴310，作为举例，如图2
‑
图4所示，所述第一转轴309和第二转轴310可以分别通过轴承安装于安装架300；所述第一转轴309和第二转轴310的一端分别安装有用于接触轴承外圈的第一压轮314和第二压轮315，例如，第一压轮314和第二压轮315可以分别通过键槽配合安装于第一转轴309和第二转轴310，且第一转轴309和第二转轴310的端部可以分别通过螺栓设置盖板，以便封闭转轴的端部。
43.在本实施例中，所述电机307固定于所述安装架300，并通过传动机构与所述第一转轴309相连，所述电机307可以优先采用伺服电机307，以便精确控制所转动的圈数；所述第二转轴310的一端设置有编码器，编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，在本实施例中，所述编码器可以是现有技术中常用的增量式编码器，且该增量式编码器可以安装于所述安装架300。
44.如图2
‑
图6所示，在本实施例中，所述直线驱动机构与所述安装架300相连，在检测轴承的工位处，直线驱动机构可以在控制器的控制下驱动安装架300竖直下降，以使第一压轮314和第二压轮315分别接触轴承103的外圈；而当检测完毕后，直线驱动机构可以在控制器的控制下驱动安装架300竖直上升，以远离轴承103的外圈，使得下方的轮轴101可以沿轨道继续向前移动，以便移动到下一个工位；
45.在本实施例中，所述电机307和编码器分别与所述控制器相连，控制器用于控制所述第一压轮314转动所设定的圈数，如果轴承外圈可以相对于轴承内圈转动，利用第一压轮314与轴承外圈之间的压力，使得第一压轮314的转动可以带动轴承外圈转动，而当轴承外圈转动时，利用第二压轮315与轴承外圈之间的压力，使得轴承外圈的转动可以带动第二压轮315的转动，在这个过程中，编码器用于检测第二压轮315所转动的圈数，并传输给控制器，控制器通过比较第二压轮315的转动圈数和第一压轮314的转动圈数即可精确判断轴承103是否在装配过程中发生了损坏、评估轴承103内外圈相对转动的阻力大小等，例如，当第
二压轮315的转动圈数等于第一压轮314的转动圈数时，表明轴承103完好，在装配过程中没有被损坏；当第二压轮315的转动圈数小于第一压轮314的转动圈数时，表明轴承外圈与轴承内圈之间存在较大的阻力，且差值越大、阻力越大，轴承103存在被损坏的可能，在实际运行过程中，可以根据经验设置一个阈值，当第二压轮315转动的圈数与第一压轮314转动的圈数之差大于所设定的阈值时，控制器可以判定轴承103在装配过程中发生了损坏，需要人工干预，如更换新的轴承103等。
46.因此，在进一步的方案中，为提醒工作人员，轴承103发生了损坏，还包括警报器，所述警报器与所述控制器相连，当第二压轮315转动的圈数与第一压轮314转动的圈数之差大于所设定的阈值时，所述控制器控制所述警报器报警，以便提醒工作人员当前轴承103已损坏，需要人工干预进行处理。
47.在本实施例中，所述控制器可以优先采用pc机、单片机、arm芯片、stm芯片或plc等，不仅成本低，而且响应速度快，有利于实现精确的自动控制。
48.作为优选，所述第一转轴309和第二转轴310可以设置于安装架300的同一高度处，如图6所示，所述第一压轮314与第二压轮315的尺寸参数相同，更便于控制第一压轮314与第二压轮315同时接触轴承外圈，且有利于第一压轮314和第二压轮315与轴承外圈之间的挤压力相同。
49.安装架300具有多种实施方式，作为举例，如图2
‑
图4所示，所述安装架300可以采用安装板。
50.传动机构具有多种实施方式，作为优选，所述优选的，所述传动机构可以为带传动机构、齿轮传动机构、涡轮
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蜗杆传动机构中的一种或多种的组合；作为一种举例，如图2
‑
图4所示，本检测装置还包括安装于安装架300的减速器308，所述减速器308可以是齿轮减速器308、蜗杆减速器308或行星齿轮减速器308等；所述电机307可以固定于所述减速器308，且电机307的输出轴与所述减速器308相连；如图2
‑
图4所示，所述传动机构采用的是带传动机构，所述带传动机构包括安装于减速器308输出轴的主动轮311、安装于所述第一转轴309的从动轮312以及传动带313，所述传动带313张紧于所述主动轮311与从动轮312之间，用于传动，通过设置减速器308，可以起到减速、增加扭矩的作用，电机307可以通过减速器308和带传动机构驱动第一压轮314转动，从而达到驱动轴承外圈转动的目的。
51.可以理解，直线驱动机构具有多种实施方式，作为一种实施方式，所述直线驱动机构包括驱动电机307、丝杆、螺母以及导向机构，其中，所述螺母套设于所述丝杆，丝杆可转动的安装于所述机架200，例如，可以通过轴承103座安装于安装架300，并沿竖直方向分布，使得螺母与丝杆可以构成螺旋传动机构；而所述导向机构固定于机架200，并与所述安装架300相连，所述螺母可以与所述导向机构和/或安装架300相连，驱动电机307与控制器相连，使得驱动电机307可以在控制器的控制下驱动所述丝杆转动，以便驱动螺母上下移动，进而达到带动安装架300竖直升/降的目的。
52.为实现传动和导向作用，导向机构具有多种实施方式，在一种优选的实施方式中，所述导向机构可以包括滑块和滑轨，所述滑轨沿竖直方向固定于所述机架200，所述滑块设置于所述滑轨，并与所述滑轨构成移动副，所述滑块固定于所述安装架300；而在另一种优选的实施方式中，所述导向机构可以包括导向杆和导向块，所述导向杆沿竖直方向固定于所述机架200，所述导向块套设于所述导向杆，并与所述导向杆构成移动副，所述导向块固
定于所述安装架300，以便达到竖直导向的目的。
53.作为另一种实施方式，所述直线驱动机构包括气缸、液压缸或电动推杆，所述气缸、液压缸或电动推杆固定于所述机架200，并与所述安装架300相连；作为优选，在本实施例中，采用的是气缸，如图2
‑
图4所示，所述气缸包括缸体301、导杆302以及端板303，所述导杆302的一端设置于所述缸体301，另一端连接所述端板303，且导杆302沿竖直方向布置；所述缸体301固定于所述机架200，所述安装架300与所述端板303相连；缸体301与控制器相连，用于在控制器的控制下驱动导杆302沿竖直方向伸/缩，从而可以方便、快速、精确的控制安装架300沿竖直方向的高度。
54.实施例2
55.为解决本检测装置未对准轴承103，即轴承103并未处于第一压轮314和第二压轮315正下方时，第一压轮314和第二压轮315不能同时接触轴承外圈的问题，本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例1所提供的检测装置，还包括连接架304，如图2
‑
图6所示，所述连接架304固定于所述直线驱动机构，直线驱动机构用于在控制器的控制下驱动连接架304竖直升/降，所述安装架300的上端可转动的约束于所述连接架304。
56.在本实施例中，通过设置连接架304，使得连接架304可以在直线驱动机构的驱动下实现竖直升/降功能，而通过可转动的约束安装架300，使得安装架300可以相对于连接架304转动，使得当轴承103并未处于第一压轮314和第二压轮315正下方，第一压轮314与第二压轮315与轴承103的接触不同步时，当其中一个压轮先接触轴承103后，在直线驱动机构向下驱动的作用下及轴承103的阻挡作用下，可以驱动安装架300相对于连接架304自行转动，从而使得另一个压轮可以逐渐接触轴承103，最终使得两个压轮够可以接触并压紧轴承103，从而有效解决所述技术问题。
57.作为优选，本检测装置还包括销轴306，所述安装架300通过销轴306铰接于所述连接架304；而为了便于实现铰接，所述连接架304和/或安装架300构造有用于进行铰接的铰接孔或铰接筒305，作为举例，如图2
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图6所示，连接架304的上端固定于直线驱动机构，连接架304的下端构造有铰接孔，而所述安装架300的上端构造有铰接筒305，如图2
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图6所示，销轴306穿过所述铰接孔和铰接筒305实现铰接，从而达到可转动连接安装架300的目的。
58.实施例3
59.为实现远程监控，本实施例3与上述实施例1的主要区别在于，本实施例3所提供的检测装置，还包括上位机，所述上位机与所述控制器相连，控制器用于将第二压轮315所转动的圈数发送给上位机，以便实现远程监控，所述上位机可以是pc机、服务器等。
60.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。