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重點實驗室，河南 洛陽 471039；4.高性能軸承數字化設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、計數包裝等，對于多規格、小批量的中小型軸承用鋼球定量獨立包裝，需反復調整，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]設計開發了一種適應于多規格、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構

新型鋼球定量分組裝置結構如圖1所示，主要包括料倉、夾球機構以及擋球機構，夾球機構和底板的結構示意圖如圖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—調節部；2—固定部；3—調節孔。

1.1 結構特點

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，較低的一側設有出球口，出球口尺寸與鋼球尺寸匹配。

2)夾球機構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，底座上均設有一對通孔，底板上沿垂直于夾球棒的延伸方向設有多組螺紋孔，螺釘穿過通孔與相應的螺紋孔配合以實現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的高度可調節；支承桿9包括調節和固定部件，調節部件下部設有均勻分布的調節孔，固定部件設有與調節孔相配合的固定孔，調節部件伸入到固定部件的中空結構內，通過螺栓固定。

3)擋球機構包括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形支架的高度可調節，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，擺桿兩端均設擋球板，自然狀態下遠離料倉一側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

該裝置可實現某一型號的鋼球定量分組[4]，通過對相關組件的結構優化增加了調節功能，可以滿足不同尺寸和數量的鋼球定量分組。當鋼球直徑、數量變化時，可做以下調整:

1)調節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，實現不同直徑鋼球的定量分組。

2)調節支承桿高度，實現夾球棒傾斜度的調整，進而調整鋼球的下滑速度，防止鋼球出現堆積。

2 新型鋼球定量分組裝置工作原理

料倉內裝入鋼球，鋼球在重力作用下逐個下滑至夾球棒，夾球棒上設有帶擋球板的擺桿，自然狀態下遠離料倉一側的擋球板靠重力與夾球棒接觸，臨近料倉一側的擋球板抬起，當鋼球達到一定數量時，用手按壓臨近料倉一側的擋球板，通過擺桿的杠桿作用使臨近料倉一側的擋球板下降，遠離料倉一側的擋球板上升，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的鋼球自然滑落到2個擋球板之間，遠離料倉一側的擋球板靠重力自然下落阻止鋼球繼續下滑，如此往復。由于鋼球的尺寸一致，一次性容納的鋼球數量固定，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構合理，操作簡單，成本低，便于安裝、調整，適用范圍廣。