滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置及方法与流程

1.本发明涉及一种滑动轴承，尤其是一种滑动轴承成型面的加工和检测装置及方法。


背景技术：

2.采用润滑油润滑的滑动轴承，处于液体摩擦状态是最理想的。整体成型面多油楔向心轴承有阿基米德螺旋线型面的，也有偏心圆弧型面的；可以作成单面结构，也可以做成双面结构；或者采用弹性变形，迫使轴承某些角相位置径向收缩、其他一些角相位置径向扩张形成动压油楔。
3.静压轴承借助液压系统强制地把压力润滑油融入轴和轴承的间隙中，是一种液体的静压力支承载荷的滑动轴承，其优点是处于纯液体摩擦状态。液体动静压轴承是在动压轴承和液体静压轴承的基础上发展起来的一种滑动轴承。在动压轴承的基础上，于适当的位置开设适当数量和大小的静压腔，这些静压腔配备适当的静压供油系统；当主轴静止或转速低于某一临界值时，利用静压供油系统提供的压力油，在静压腔之间形成的压力差，就可将主轴浮升并承受一定的外载荷，使轴承处于全液体摩擦状态，避免主轴在启动、停车过程或低速运行时的干摩擦或半干摩擦，减少启动转矩和轴承磨损。图1为一种动静压轴承成型面多油楔型面结构示意图，由轴向封油边1、动压腔型面2和静压腔3组成；动压腔型面2采用圆弧形式，圆弧的圆心o2可与轴向封油边1圆弧的圆心o3同心，也可与轴向封油边1圆弧的圆心o3不同心。为了充分发挥图1所示动静压轴承的性能，要求轴向封油边1对应的中心角β、动压腔型面2对应的中心角α以及动压腔型面2与静压腔3交界处的深度h1-h0(图1中h1是动压腔型面2与静压腔3交界处动压腔型面2与主轴颈5的油膜间隙，h0是轴向封油边1与主轴颈5的油膜间隙)形成的整体成型面多油楔保持一致。
4.在上述研究背景下，有必要针对整体成型面多油楔动静压轴承动压腔型面油腔的精密加工和参数一致性要求，开发一种滑动轴承成型面多油楔加工夹具和误差检测装置，并提出相应的使用方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置及方法，该装置能解决滑动轴承动压腔型面的加工，通过对动压腔型面深度的检测，采用修刮对动压腔型面的误差修正，确保滑动轴承成型面多油楔结构的一致性。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，包括滑动轴承成型面多油楔加工夹具和滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置，所述滑动轴承成型面多油楔加工夹具通过皮带轮、曲柄、连杆和夹具体形成曲柄摇杆机构，用于被加工的滑动轴承在该加工夹具的夹具体中往复摆动，实现滑动轴承成型面多油楔动压腔型面磨削加工的运动，采用夹具体上的法兰盘端面固定被加工的滑动轴承，夹具体中安装偏心结构的衬套，用于实
现滑动轴承成型面多油楔结构动压腔型面偏心圆弧中心的调整，衬套和被加工的滑动轴承之间设置滚动轴承组，通过滚动轴承组、衬套使得成型面多油楔动压腔型面圆弧中心与夹具体的中心重合，形成曲柄摇杆机构摇杆的转动中心；通过调整皮带轮的中心，在头架电机驱动下使得被加工的滑动轴承摆动而由内圆磨具磨削获得所需的油腔型面；所述滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置包括底座、固定架、测量用表、两个带球螺钉，底座的底面与滑动轴承的轴承端面接触，两个带球螺钉的球状结构抵靠在滑动轴承的周向封油边上，固定架上安装测量用表，用于检测滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与主轴颈间的油膜间隙以及动压腔型面和静压腔交界的深度。
8.进一步，所述滑动轴承成型面多油楔加工夹具，包括皮带轮、曲柄、连杆、夹具体、主轴套、衬套、法兰盘，曲柄设有腰形孔a，穿过腰形孔a固定安装皮带轮，曲柄和连杆销轴连接；主轴套一侧设有定位台阶，通过螺钉销将主轴套的定位台阶和夹具体内孔中心定位后再由连杆形成曲柄摇杆机构中摇杆与连杆的销轴连接；夹具体内孔中固定安装衬套；衬套通过滚动轴承组安装被加工的滑动轴承，夹具体的右端固定安装法兰盘，法兰盘的外侧端面设有与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的螺纹孔；滑动轴承上的与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的分度孔内通过分度螺钉将滑动轴承固定连接在法兰盘的螺纹孔中。
9.进一步，当衬套装入夹具体后，所述法兰盘固定滑动轴承后，使得滑动轴承偏心圆弧中心与衬套的外圆柱面回转中心重合。
10.进一步，所述滚动轴承组采用滚珠框内安装滚动球的结构，或采用滚珠框内安装滚针的结构。
11.进一步，所述滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置中的底座为圆盘状，一侧设有弧形孔，另一侧设有两条腰型孔b；固定架中部沿上下方向设有一个u型槽b；固定架下方通过螺钉穿过底座的腰型孔b与底座形成固定连接；固定架上方一侧还设有一个u型槽a，u型槽a的外侧设有燕尾凹槽；测量用表的下方一端设有测量表针，上方一侧设燕尾凸棱与固定架的燕尾凹槽滑动连接；测量用表的上方另一侧设测量表盘，用于显示测量表针的读数，固定架的u型槽a通过锁紧旋钮锁紧燕尾凸棱与燕尾凹槽的滑动连接，带球螺钉一端设有球状结构，另一端设有螺纹；两个带球螺钉通过螺纹与底座固连，固定架的上方设调整旋钮来调整u型槽b开口的大小。
12.进一步，安装使用时，所述测量用表的测量表针穿过底座的弧形孔，使得测量表针抵靠在滑动轴承的轴承内孔上。
13.一种滑动轴承成型面多油楔动压腔型面加工方法，采用滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其步骤如下：
14.步骤一：获取滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动角度α：根据滑动轴承的轴承内孔的成型面多油楔结构特征获取得到轴向封油边、动压腔型面分别对应的中心角β和α；
15.步骤二：在机床工作台上采用v型架托住夹具体的外圆柱面，使得衬套的外圆柱面中心与头架顶尖的中心线重合；
16.步骤三：调整曲柄摇杆机构中的曲柄与皮带轮连接位置，改变曲柄回转半径的大小，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具曲柄摇杆机构摇杆的摆动角度为α；
17.步骤四：调整曲柄与皮带轮固定连接中心o1的位置，使得滑动轴承成型面多油楔
加工夹具曲柄摇杆机构在摇杆两个极限位置时，亦是滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与静压腔交界、轴向封油边与多油楔动压腔型面交界两个位置，满足内圆砂轮进行内圆磨削的两个加工极限位置；
18.步骤五：启动头架电机，使得头架主轴旋转带动皮带轮，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动，内圆磨具伸入滑动轴承的轴承内孔进行磨削；
19.步骤六：松开分度螺钉，转动滑动轴承，对成型面多油楔的下一个动压腔型面进行磨削；反复多次，直至成型面多油楔动压腔型面加工完毕；
20.步骤七：将滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置中两个带球螺钉的球状结构抵靠在滑动轴承的周向封油边上、底座的底面与滑动轴承的轴承端面接触，固定架上安装测量用表使得测量用表的测量表针穿过底座的弧形孔而抵靠在滑动轴承的油腔型面上，通过调整旋钮调整测量表针与滑动轴承油腔型面的接触力；推动底座沿滑动轴承的轴承内孔边沿转动，通过测量表针获取成型面多油楔动压腔型面与主轴颈间的油膜间隙以及动压腔型面和静压腔交界的深度h1-h0，h1是交界处动压腔型面与主轴颈的油膜间隙，h0是轴向封油边与主轴颈的油膜间隙；
21.步骤八：通过修刮，使得测量表针获取的成型面多油楔动压腔型面的深度h1-h0一致。
22.本发明的有益效果是：
23.本发明采用曲柄摇杆机构原理在头架上安装滑动轴承成型面多油楔加工夹具，使得所加工的滑动轴承在加工夹具的夹具体中往复摆动，实现滑动轴承成型面多油楔动压腔型面磨削加工的运动；通过曲柄长度的调整实现滑动轴承成型面多油楔结构中动压腔型面角度大小的调整；将衬套设计成偏心结构，实现了滑动轴承成型面多油楔结构动压腔型面偏心圆弧中心的调整；衬套和所加工的滑动轴承之间设置轴承组，法兰盘上开设分度用螺纹孔，实现滑动轴承成型面多油楔结构动压腔型面磨削加工所需的分度；利用误差检测装置检测滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与静压腔交界的深度，根据深度值之间的差异采用修刮方法进行误差修正，确保了动轴承成型面多油楔结构动压油楔起始入口油膜深度的一致性。
附图说明
24.图1为动静压轴承成型面多油楔型面结构示意图；
25.图2为动静压轴承成型面多油楔结构三维示意图；
26.图3为本发明的滑动轴承成型面多油楔加工夹具主视图；
27.图4为本发明的滑动轴承成型面多油楔加工夹具剖视图；
28.图5为本发明的滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置三维结构示意图一；
29.图6为本发明的滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置三维结构示意图二；
30.图中：1-轴向封油边；2-动压腔型面；3-静压腔；4-轴承端面；5-主轴颈；6-周向封油边；7-分度孔；11-皮带轮；12-腰形孔a；13-曲柄；14-连杆；15-夹具体；16-螺钉销；17-主轴套；18-衬套；19-法兰盘；20-滑动轴承；201-轴承内孔；202-轴承外圆柱面；21-滚动轴承
组；22-分度螺钉；23-底座；231-腰形孔b；24-固定架；241-u型槽a；242-燕尾凹槽；243-u型槽b；25-锁紧旋钮；26-测量用表；261-测量表针；262-燕尾凸棱；263-测量表盘；27-调整旋钮；28-带球螺钉。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
32.如图2至图6所示，本发明实施例提出的一种滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，包括滑动轴承成型面多油楔加工夹具和滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置。
33.如图2至图4所示，滑动轴承成型面多油楔加工夹具，包括皮带轮11、曲柄13、连杆14、夹具体15、主轴套17、衬套18、法兰盘19，曲柄13设有腰形孔a12，穿过腰形孔a12固定安装皮带轮11，曲柄13和连杆14销轴连接；主轴套17一侧设有定位台阶，通过螺钉销16将主轴套17的定位台阶和夹具体15内孔中心定位后再由连杆14形成曲柄摇杆机构中摇杆与连杆的销轴连接；夹具体15内孔中固定安装衬套18；所加工的滑动轴承20，其轴承外圆柱面202通过滚动轴承组21与衬套18形成回转活动连接。滚动轴承组21可采用滚珠框内安装滚动球的形式，也可采用滚珠框内安装滚针的形式；夹具体15的右端固定安装法兰盘19，法兰盘19的外侧端面设有与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的螺纹孔；滑动轴承20上亦设有与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的分度孔7，分度孔7内通过分度螺钉22将滑动轴承20固定连接在法兰盘19的螺纹孔中。
34.衬套18的外圆柱面回转中心和内孔圆柱面回转中心可以不重合，其偏心大小和相位角位置需根据图1所示滑动轴承20动压腔型面偏心圆弧加工要求而定。当衬套18装入夹具体15后，再用法兰盘19固定滑动轴承20，使得滑动轴承20偏心圆弧中心o2与衬套18的外圆柱面回转中心重合即可。
35.如图2所示，滑动轴承20的轴承内孔201还设有周向封油边6，滑动轴承20的轴承端面4与轴承内孔201呈垂直关系。
36.如图5和图6所示，滑动轴承油腔型面多油楔动压腔型面误差检测装置，包括底座23、固定架24、测量用表26、两个带球螺钉28；底座23为圆盘状，一侧设有弧形孔，另一侧设有两条腰型孔b231；固定架24中部沿上下方向设有一个u型槽b243；固定架24下方通过螺钉穿过底座23的腰型孔b231与底座23形成固定连接；固定架24上方一侧还设有一个u型槽a241，u型槽a241的外侧设有燕尾凹槽24；测量用表26的下方一端设有测量表针261，上方一侧设燕尾凸棱262与固定架24的燕尾凹槽24滑动连接；测量用表26的上方另一侧设测量表盘263，用于显示测量表针261的读数。固定架24的u型槽a241通过锁紧旋钮25锁紧燕尾凸棱262与燕尾凹槽24的滑动连接。带球螺钉28一端设有球状结构，另一端设有螺纹；两个带球螺钉28通过螺纹与底座23固连。固定架24的上方设调整旋钮27来调整u型槽b243开口的大小。
37.安装使用时，将测量用表26的测量表针261穿过底座23的弧形孔，使得测量表针261可抵靠在滑动轴承20的轴承内孔201上；测量用表26上也可以不设测量表盘263，而是直接将测量表针261抵靠在滑动轴承20的轴承内孔201上测得的数据通过信号传输的形式给送出去进行数据处理。
38.滑动轴承成型面多油楔动压腔型面加工时，按如下的步骤进行：
39.s1：获取滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动角度α：根据滑动轴承20的轴承内孔201的成型面多油楔结构特征获取得到轴向封油边1、动压腔型面2分别对应的中心角β和α；
40.s2：在机床工作台上采用v型架托住夹具体15的外圆柱面，使得衬套18的外圆柱面中心与头架顶尖的中心线重合；
41.s3：沿曲柄13的腰形孔a12调整曲柄13与皮带轮11的连接，改变曲柄回转半径的大小，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具曲柄摇杆机构摇杆的摆动角度为α；
42.s4：调整曲柄13与皮带轮11固定连接中心o1的位置，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具曲柄摇杆机构在摇杆两个极限位置时，亦是滑动轴承成型面多油楔动压腔型面2与静压腔3交界、轴向封油边1与多油楔动压腔型面2交界两个位置，满足内圆砂轮进行内圆磨削的两个加工极限位置；
43.s5：启动头架电机，使得头架主轴旋转带动皮带轮11，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动，内圆磨具伸入滑动轴承20的轴承内孔201进行磨削；
44.s6：松开分度螺钉22，转动滑动轴承20，对成型面多油楔的下一个动压腔型面2进行磨削；反复多次，直至成型面多油楔动压腔型面2加工完毕；
45.s7：将滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置中两个带球螺钉28的球状结构抵靠在滑动轴承20的周向封油边6上、底座23的底面与滑动轴承20的轴承端面4接触，固定架24上安装测量用表26使得测量用表26的测量表针261穿过底座23的弧形孔而抵靠在滑动轴承20的油腔型面上，通过调整旋钮27调整测量表针261与滑动轴承20油腔型面的接触力；推动底座23沿滑动轴承20的轴承内孔201边沿转动，通过测量表针261获取成型面多油楔动压腔型面2与主轴颈间的油膜间隙以及动压腔型面2和静压腔3交界的深度h1-h0；
46.s8：通过修刮，使得测量表针261获取的成型面多油楔动压腔型面2的深度h1-h0一致。
47.以上所述仅为本发明的较佳具体实施例而已，并非用以限定本发明的范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内。

技术特征：
1.一种滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：包括滑动轴承成型面多油楔加工夹具和滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置，所述滑动轴承成型面多油楔加工夹具通过皮带轮、曲柄、连杆和夹具体形成曲柄摇杆机构，用于被加工的滑动轴承在该加工夹具的夹具体中往复摆动，实现滑动轴承成型面多油楔动压腔型面磨削加工的运动，采用夹具体上的法兰盘端面固定被加工的滑动轴承，夹具体中安装偏心结构的衬套，用于实现滑动轴承成型面多油楔结构动压腔型面偏心圆弧中心的调整，衬套和被加工的滑动轴承之间设置滚动轴承组，通过滚动轴承组、衬套使得成型面多油楔动压腔型面圆弧中心与夹具体的中心重合，形成曲柄摇杆机构摇杆的转动中心；通过调整皮带轮的中心，在头架电机驱动下使得被加工的滑动轴承摆动而由内圆磨具磨削获得所需的油腔型面；所述滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置包括底座、固定架、测量用表、两个带球螺钉，底座的底面与滑动轴承的轴承端面接触，两个带球螺钉的球状结构抵靠在滑动轴承的周向封油边上，固定架上安装测量用表，用于检测滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与主轴颈间的油膜间隙以及动压腔型面和静压腔交界的深度。2.根据权利要求1所述的滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：所述滑动轴承成型面多油楔加工夹具，包括皮带轮、曲柄、连杆、夹具体、主轴套、衬套、法兰盘，曲柄设有腰形孔a，穿过腰形孔a固定安装皮带轮，曲柄和连杆销轴连接；主轴套一侧设有定位台阶，通过螺钉销将主轴套的定位台阶和夹具体内孔中心定位后再由连杆形成曲柄摇杆机构中摇杆与连杆的销轴连接；夹具体内孔中固定安装衬套；衬套通过滚动轴承组安装被加工的滑动轴承，夹具体的右端固定安装法兰盘，法兰盘的外侧端面设有与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的螺纹孔；滑动轴承上的与滑动轴承成型面多油楔动压腔型面个数相同、圆周均布的分度孔内通过分度螺钉将滑动轴承固定连接在法兰盘的螺纹孔中。3.根据权利要求2所述的滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：当衬套装入夹具体后，所述法兰盘固定滑动轴承后，使得滑动轴承偏心圆弧中心与衬套的外圆柱面回转中心重合。4.根据权利要求1所述的滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：所述滚动轴承组采用滚珠框内安装滚动球的结构，或采用滚珠框内安装滚针的结构。5.根据权利要求1所述的滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：所述滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置中的底座为圆盘状，一侧设有弧形孔，另一侧设有两条腰型孔b；固定架中部沿上下方向设有一个u型槽b；固定架下方通过螺钉穿过底座的腰型孔b与底座形成固定连接；固定架上方一侧还设有一个u型槽a，u型槽a的外侧设有燕尾凹槽；测量用表的下方一端设有测量表针，上方一侧设燕尾凸棱与固定架的燕尾凹槽滑动连接；测量用表的上方另一侧设测量表盘，用于显示测量表针的读数，固定架的u型槽a通过锁紧旋钮锁紧燕尾凸棱与燕尾凹槽的滑动连接，带球螺钉一端设有球状结构，另一端设有螺纹；两个带球螺钉通过螺纹与底座固连，固定架的上方设调整旋钮来调整u型槽b开口的大小。6.根据权利要求5所述的滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于：安装使用时，所述测量用表的测量表针穿过底座的弧形孔，使得测量表针抵靠在滑动轴承的轴承内孔上。
7.一种滑动轴承成型面多油楔动压腔型面加工方法，采用滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置，其特征在于，其步骤如下：步骤一：获取滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动角度α：根据滑动轴承的轴承内孔的成型面多油楔结构特征获取得到轴向封油边、动压腔型面分别对应的中心角β和α；步骤二：在机床工作台上采用v型架托住夹具体的外圆柱面，使得衬套的外圆柱面中心与头架顶尖的中心线重合；步骤三：调整曲柄摇杆机构中的曲柄与皮带轮连接位置，改变曲柄回转半径的大小，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具曲柄摇杆机构摇杆的摆动角度为α；步骤四：调整曲柄与皮带轮固定连接中心o1的位置，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具曲柄摇杆机构在摇杆两个极限位置时，亦是滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与静压腔交界、轴向封油边与多油楔动压腔型面交界两个位置，满足内圆砂轮进行内圆磨削的两个加工极限位置；步骤五：启动头架电机，使得头架主轴旋转带动皮带轮，使得滑动轴承成型面多油楔加工夹具摆动，内圆磨具伸入滑动轴承的轴承内孔进行磨削；步骤六：松开分度螺钉，转动滑动轴承，对成型面多油楔的下一个动压腔型面进行磨削；反复多次，直至成型面多油楔动压腔型面加工完毕；步骤七：将滑动轴承成型面多油楔动压腔型面误差检测装置中两个带球螺钉的球状结构抵靠在滑动轴承的周向封油边上、底座的底面与滑动轴承的轴承端面接触，固定架上安装测量用表使得测量用表的测量表针穿过底座的弧形孔而抵靠在滑动轴承的油腔型面上，通过调整旋钮调整测量表针与滑动轴承油腔型面的接触力；推动底座沿滑动轴承的轴承内孔边沿转动，通过测量表针获取成型面多油楔动压腔型面与主轴颈间的油膜间隙以及动压腔型面和静压腔交界的深度h1-h0，h1是滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与静压腔交界处动压腔型面与主轴颈的油膜间隙，h0是轴向封油边与主轴颈的油膜间隙；步骤八：通过修刮，使得测量表针获取的成型面多油楔动压腔型面的深度h1-h0一致。

技术总结
本发明涉及一种滑动轴承成型面多油楔加工和误差检测装置及方法，将被加工的滑动轴承置于采用曲柄摇杆机构原理的滑动轴承成型面多油楔加工夹具中，其往复摆动实现滑动轴承成型面多油楔磨削加工的运动；设置滚动轴承组、衬套来调整成型面多油楔动压腔型面圆弧中心，使得滑动轴承动压腔型面中心与夹具体中心重合来满足磨削需求；调整皮带轮中心，由头架电机驱动加工夹具，在被加工的滑动轴承摆动下由内圆磨具磨削获得所需的动压腔型面。误差检测装置检测滑动轴承成型面多油楔动压腔型面与主轴颈间的油膜间隙，如果动压腔型面与静压腔交界深度不一致，通过修刮进行修正。本发明结构简单，调整方法，可满足整体成型面多油楔磨削加工的一致性需求。削加工的一致性需求。削加工的一致性需求。


技术研发人员：李云龙 杜雄 宋士杰 熊树根 汪学栋 房小艳
受保护的技术使用者：上海机床厂有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/23