一種鋼球定量分組裝置

付華強，劉旗，郭培銳，鄭昊天，奚強

(1.東方電氣風電股份有限公司，四川 德陽 618099；2.洛陽軸承研究所有限公司，河南 洛陽 471039；3.河南省高性能軸承技術(shù)重點實驗室，河南 洛陽 471039；4.高性能軸承數(shù)字化設(shè)計國家國際科技合作基地，河南 洛陽 471039)

鋼球是軸承的重要零件，市場上的各類鋼球分選機[1-2]適用于大批量鋼球的直徑分組、計數(shù)包裝等，對于多規(guī)格、小批量的中小型軸承用鋼球定量獨立包裝，需反復調(diào)整，成本高。目前，該類軸承裝配所需鋼球的定量獨立包裝均采用人工分揀，肉眼分辨，準確性差，需二次核對，仍不能完全杜絕少裝、多裝甚至混裝鋼球，極易造成歸零事件，且整個過程勞動強度大，效率低，人力成本相對高。鑒于此，利用杠桿原理[3]設(shè)計開發(fā)了一種適應于多規(guī)格、小批量的中小型軸承鋼球定量分組裝置。

1 新型鋼球定量分組裝置結(jié)構(gòu)

新型鋼球定量分組裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括料倉、夾球機構(gòu)以及擋球機構(gòu)，夾球機構(gòu)和底板的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

1—夾球棒；2—擺桿；3—U形支架；4—擋球板；5—料倉；6—支承架；7,9—支承桿；8—底板；10—接球盤；11—底座。

1—調(diào)節(jié)部；2—固定部；3—調(diào)節(jié)孔。

1.1 結(jié)構(gòu)特點

1)料倉呈傾斜式，由多個擋板封閉組合而成[5]，寬度方向的間隙由上到下逐漸減小，通過支承架支承于底板上方，較低的一側(cè)設(shè)有出球口，出球口尺寸與鋼球尺寸匹配。

2)夾球機構(gòu)包括用于夾持鋼球的2根平行的夾球棒以及用于支承夾球棒的2根高度不等的支承桿，夾球棒較高的一端位于出球口下方。支承桿均固定于底座上，底座上均設(shè)有一對通孔，底板上沿垂直于夾球棒的延伸方向設(shè)有多組螺紋孔，螺釘穿過通孔與相應的螺紋孔配合以實現(xiàn)支承桿與底板的連接。支承桿7的高度高于支承桿9，支承桿9的高度可調(diào)節(jié)；支承桿9包括調(diào)節(jié)和固定部件，調(diào)節(jié)部件下部設(shè)有均勻分布的調(diào)節(jié)孔，固定部件設(shè)有與調(diào)節(jié)孔相配合的固定孔，調(diào)節(jié)部件伸入到固定部件的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過螺栓固定。

3)擋球機構(gòu)包括U形支架、擺桿以及擋球板，夾球棒穿過開口朝上的U形支架，U形支架的開口端連接有擺桿，擺桿相對于U形支架的高度可調(diào)節(jié)，擺桿位于夾球棒上方且其延伸方向與夾球棒的延伸方向一致，擺桿兩端均設(shè)擋球板，自然狀態(tài)下遠離料倉一側(cè)的擋球板與夾球棒接觸，2個擋球板之間的距離可容納一組鋼球。

1.2 適用性

該裝置可實現(xiàn)某一型號的鋼球定量分組[4]，通過對相關(guān)組件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化增加了調(diào)節(jié)功能，可以滿足不同尺寸和數(shù)量的鋼球定量分組。當鋼球直徑、數(shù)量變化時，可做以下調(diào)整:

1)調(diào)節(jié)2個夾球棒之間的距離及擺桿相對于夾球棒的高度和2個擋球板的間距，實現(xiàn)不同直徑鋼球的定量分組。

2)調(diào)節(jié)支承桿高度，實現(xiàn)夾球棒傾斜度的調(diào)整，進而調(diào)整鋼球的下滑速度，防止鋼球出現(xiàn)堆積。

2 新型鋼球定量分組裝置工作原理

料倉內(nèi)裝入鋼球，鋼球在重力作用下逐個下滑至夾球棒，夾球棒上設(shè)有帶擋球板的擺桿，自然狀態(tài)下遠離料倉一側(cè)的擋球板靠重力與夾球棒接觸，臨近料倉一側(cè)的擋球板抬起，當鋼球達到一定數(shù)量時，用手按壓臨近料倉一側(cè)的擋球板，通過擺桿的杠桿作用使臨近料倉一側(cè)的擋球板下降，遠離料倉一側(cè)的擋球板上升，最終使一組鋼球滑落至接球盤中。完成一次分組后，松手的同時出球口內(nèi)的鋼球自然滑落到2個擋球板之間，遠離料倉一側(cè)的擋球板靠重力自然下落阻止鋼球繼續(xù)下滑，如此往復。由于鋼球的尺寸一致，一次性容納的鋼球數(shù)量固定，保證了鋼球定量分組。

3 實際應用效果

以某型軸承為例，采用新型鋼球定量分組裝置后，單套分組時間從60 s降低至2 s，準確度從95%提高至100%，勞動強度從5人降低至1人，降低了人工成本及一旦出錯后不可估量的歸零成本。

該鋼球定量分組裝置結(jié)構(gòu)合理，操作簡單，成本低，便于安裝、調(diào)整，適用范圍廣。