孫艷平

摘　要：從目前實際應用的狀況看來，國內(nèi)的調(diào)心滾子軸承裝配方法主要還是以手工裝配為主。這樣就會帶來精度、效率等方面的一些問題，已經(jīng)在當前的工業(yè)信息化大環(huán)境下顯得稍顯落后。因此就需要對調(diào)心滾子軸承裝配方法進行改進，結合實際應用場合的效率要求以及精度要求來進行優(yōu)化升級，以此來滿足當代軸承裝配的生產(chǎn)要求。

關鍵詞：調(diào)心滾子軸承；裝配；改進

我國正處在產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要階段，提高調(diào)心滾子軸承裝配方法效果，具有較強的現(xiàn)實意義，有利于提高相關機械的載荷能力、穩(wěn)定性、精度等多方面性能。但是由于種種原因限制，導致目前調(diào)心滾子軸承裝配方法還存在一定的可改進空間，這樣才能更好的滿足企業(yè)未來發(fā)展的需求。

1　關于調(diào)心滾子軸承裝配方法的概述

從物理組成的角度看來，調(diào)心滾子軸承可以分為兩組對稱安裝的鼓形滾子。從實際應用場合來看，能夠有效地克服重荷載環(huán)境面臨的重荷載情況，在一些造紙機械、石油機械等場合中有大量應用。由于具有對稱的滾子結構，那么在承擔負荷時，這些負荷會均勻地在滾子上分布開來。目前整個世界范圍內(nèi)都越來越注重軸承的精度，這也成為了衡量一個國家工業(yè)水平的重要標準之一。但是軸承的精度很大程度上都受制于軸承裝配過程的影響。如果僅僅依靠傳統(tǒng)的手工裝配模式，不可避免的是會存在較大的精度誤差，并且整個裝備效率也比較低。

在工業(yè)技術比較發(fā)達的西方國家，已經(jīng)針對軸承的自動裝配過程開展了大量研究，并且已經(jīng)建立了相應的自動裝配生產(chǎn)線。但是國內(nèi)由于技術的限制以及對這方面的研發(fā)資源投入比較少，資源投入比較少，導致國內(nèi)的調(diào)心滾子軸承自動裝配還需進一步加大研究力度。西方先進的軸承自動裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)了生產(chǎn)、裝配、檢測一體化模式，生產(chǎn)效率十分高。

在裝配調(diào)心滾子軸承時，滾子以及軸承內(nèi)外圈都會存在一些碰撞的可能性，這也是會直接影響到裝配精度的重要方面。并且人工裝配的工作人員具備的工作素養(yǎng)不一樣，在實際裝配的過程中還存在一定的不可控性，很難達到期望的裝配精度。稍有不慎，就會導致裝配壓力與期望值不一致，這同樣會降低精度。前文已經(jīng)提出，滾子的裝配需要具有對稱性，以此來在受到荷載的情況下保持受力均勻，這樣也能延長軸承的使用壽命以及性能。

2　半自動裝滾子機的設計方案

2.1 現(xiàn)行的裝配方法

目前企業(yè)在裝配軸承時，主要是通過小型吊運機來對軸承內(nèi)圈的位置進行控制，然后將滾子放到預期的保持架上。緊接著對軸承外圈進行調(diào)運，這一過程需要確保軸承外圈具有一定的傾斜角度。標準的方法是要使保持架的空余位置和軸承垂直承分布，給滾子施加一定的外力，使得滾子旋轉，然后其中沒有滾子的部分就能夠顯露出來，通過安裝工人使用手工錘輕輕敲擊需要放入的滾子，當所需的輥子完全進入之后，通過調(diào)整內(nèi)圈的傾斜角度，使得內(nèi)圈和外圈保持平行的關系[1]，至此就已經(jīng)完成了整個裝配過程�？紤]到實際應用需求以及性能，一般還會在完成安裝之后對存在的空余位置使用金屬片來進行搗實。從上述現(xiàn)行的裝配方法可以看出，許多重要的裝配過程都是需要人工進行的，如果在裝配的過程中的使用力度不是Z佳的狀態(tài)，那么就極有可能會出現(xiàn)碰上滾子和溝道的情況，一旦應用在高精度場合下，所達到的實際精度就不能夠確保。此外，考慮到填滾子角的問題，在使用小錘子進行敲擊時，還存在可能出現(xiàn)漏裝的可能性，因此可以斷定傳統(tǒng)的人工裝配方法存在較大誤差。

2.2 改進標準

在已經(jīng)明確了現(xiàn)行的調(diào)心滾子軸承裝配方法存在的缺陷之后，就需要進行下一步的改進，這里首先需要明確相應的改進標準，才能夠使得整個改進朝著更加科學的方向進行。點是設備要能夠實現(xiàn)兩種工作模式，這兩種工作模式分別為自動裝配和手動裝備，這兩個工作模式之間要能夠根據(jù)裝配的需求進行切換。第二點則是設備的整個制造尺寸要能夠考慮到實際操作過程，達到操作方便這一使用原則。第三點則是要盡量降低整個設備操作的風險，在其中一部分裝配過程中很有可能伴隨著一定的危險，要在這些地方加裝隔離罩或者是防護板。

整個設備要滿足調(diào)心滾子軸承裝配精度高和裝備速度快這兩個要求。在裝配過程中當一個零件完成裝配之后，要能夠實現(xiàn)自動上?，完成整個自動控制過程。當設備檢測到袋裝陪內(nèi)圈和外圈到達指定的位置之后，就可以進行下一步自動定位和夾緊操作[2]。和人工裝配過程類似，自動裝配過程也需要做好傾斜機構的設計，以此來保證軸承外圈傾斜一定的角度，這樣才能夠有利于滾子進入。在完成了裝配之后，通過傳輸機構將軸承運輸?shù)较乱还ば虻墓ぷ鲄^(qū)域。這一過程需要綜合使用機械、電氣以及控制相關專業(yè)知識。

2.3 設計方案

在自動上料部分中，目前已經(jīng)有很多工業(yè)場合的流水線能夠實現(xiàn)自動化上料，因此這部分經(jīng)驗可以直接根據(jù)設備的情況來進行移植，完成快速上料。上料的速度要確保和整個流水線的裝配協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)短時間堆積過多或者是長時間等待的情況，一定要嚴格避免軸承裝配過程中涉及到的各項零件出現(xiàn)碰撞的情況。頭層外徑一般比較大，要確保上料穩(wěn)定，不能夠影響到下一階段的各個工序。

在定位機構中，主要承擔的工作是能夠將待加工的零件以及各項組件移動到已經(jīng)設定好的位置，然后通過外力來進行夾緊。這一過程如果不能夠達到精準定位，直接帶來的影響就是有可能造成零件在加工過程中滑動，產(chǎn)生較大的誤差。定位機構中需要對軸承內(nèi)圈和外圈進行定位和夾緊，內(nèi)圈定位和外圈定位需要在空間上保持契合關系，留有一定的空間余量，這樣才能夠有利于整個定位和夾緊過程更加流暢的進行[3]。

在自動檢測機構中，直接關乎到整個系統(tǒng)的控制效果。通過自動檢測的方法采集到裝配過程的各項數(shù)據(jù)信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息分析得到整個裝配過程的實際狀況，以便進行設備的自我監(jiān)控和實時檢測。然后通過已經(jīng)設定好的控制程序來進行控制，將相應的命令傳送到執(zhí)行末端，完成整個自動裝配過程。其中就包含了上下料、進給裝置的進給量、裝配速度等多項重要參數(shù)。

在裝配裝置中，需要實現(xiàn)動作的連續(xù)性，這里采用逐個振動壓入裝配的模式。其中需要使用振動盤來發(fā)揮作用，通過偏心裝置，以便在操作工人的手動工作模式下，按照需求來逐個壓入滾子。這種方法實現(xiàn)了手工裝備和自動控制兩種模式的統(tǒng)一，能夠根據(jù)實際裝配與需求來調(diào)節(jié)裝配速度。一旦設備出現(xiàn)了故障，就能夠直接在手動操作的指令下停止裝配，以便進行下一步的檢修操作，減少損失。并且由于自動檢測裝置的介入，可以直接在故障檢測系統(tǒng)做幫助下監(jiān)測整個系統(tǒng)的運行狀況，提高故障響應的速度。

在外圈傾斜裝置中，要改變傳統(tǒng)的人工控制傾斜角度的方式，借助氣動裝置或者液壓裝置來完成此過程。結合自動控制系統(tǒng)，可以通過連桿機構或者是凸輪機構來對這些氣動裝置或者是液壓裝置進行控制，使得傾斜角度更加精確。

在退讓機構中，當一個滾子裝配完成之后，就需要在整個系統(tǒng)的控制下通過裝配機構來進行退讓，留出一定的空間，這樣才能夠有利于下一個動作的開展。退讓機構的工作精度要求十分高，考慮到實際運動規(guī)律，可以優(yōu)先選用滾珠絲杠副或者是齒條傳動。

3　半自動裝滾子機結構設計

3.1 自動裝配機構結構設計

在設計方案中，將上下料機構都放在同一個裝置里。這樣帶來的優(yōu)勢是能夠根據(jù)控制過程來實現(xiàn)上下料的同時進行。整個設備采用可編程邏輯控制器（PLC）來進行控制，首先在旋轉機構方面，通過伺服電機以及減速器的配合，形成豎直方向上的旋轉運動，以此來帶動絲杠工作臺移動，這一過程就能夠實現(xiàn)滾子的有序裝入和移動。在完成裝配滾子之后，通過輔助板的阻擋作用，以此來避免輥子不出現(xiàn)掉落的情況。角度進給機構通過單獨的電機來提供動力，使得絲杠和水平方向的角度能夠根據(jù)程序控制來進行變化。

3.2 輔助結構設計

定位裝置可以看作是輔助結構設計中的一個重要組成部分，將內(nèi)圈定位塊固定在內(nèi)軸上。在裝配的過程中，如果軸承內(nèi)圈被抓取之后，定位裝置就需要發(fā)揮頂起機構作用，此時氣爪要撤去作用。在傳統(tǒng)的人工裝配過程中，上下料都是通過手工調(diào)運的。因此在本次輔助結構設計中，直接將上下料機構合并在一起。在氣爪的作用下，達到預定的位置，也就是裝配臺的上方[4]。此時，軸承外圈會被頂起，緊接這整個升降裝置開始下降，就完成了該過程。

3.3 轉送裝置設計

在上料時，通過動力輥筒的作用，使得軸承外圈開始發(fā)生空間位移，然后到達預定區(qū)域，此時氣缸開始發(fā)揮作用，使得軸承外圈開始被頂起，這一過程要持續(xù)穩(wěn)定進行，直到軸承外圈被抓手抓起。動力輥筒分為兩種，分別是鏈傳動動力和齒輪傳動動力這兩種模式。這里選用齒輪傳動輥筒，其主要優(yōu)勢是精度十分高，在一些短距離的傳動場合下性能突出。傳送裝置的動力來源于電機，實現(xiàn)物料的線性進給�？梢钥闯鰝魉脱b置需要和其他各個機構進行配合，這樣才能夠使整個調(diào)心滾子軸承裝配過程有條不紊的進行。

4　結語

本文對調(diào)心滾子軸承裝配方法進行了介紹，并提出了相應的改進方案。這種半自動裝配設備很好的改進了傳統(tǒng)手工裝配的眾多弊端，確保了裝配精度高、工作效率高、安全可靠性高等眾多優(yōu)勢。通過這種改進方法，能夠有效地提升調(diào)心滾子軸承裝配的效果，滿足更加未來更加高標準場合下的工業(yè)控制要求，有效降低裝配成本，縮短裝配周期，裝配?功率高，產(chǎn)品使用壽命長，因此具有較強的可行性，能夠達到預期的改進效果。

參考文獻

[1]唐榮斌，張宏帥.安裝調(diào)心軸承的工藝方法[J].科學技術創(chuàng)新，2019（8）：137-138.

[2]胡曄平，郭又志.圓錐滾子軸承與調(diào)心滾子軸承用于平行軸減速器的效果對比[J].裝備制造技術，2016（4）：118-120+126.

[3]楊金宏.工件卡具在大型調(diào)心滾子軸承安裝中的運用[J].江蘇煤炭，2003（1）：23-25.

[4]楊萍，盧金燕，蘇博.調(diào)心滾子軸承的合套驗算[J].軸承，2002（12）：32-33.

來源：《中國科技縱橫》2020年3期