CN220850338U - 径向可调式高精度硬度计主轴机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种径向可调式高精度硬度计主轴机构，其包括主轴、两套调节装置、固定梁；其中两套调节装置分别固定在固定梁的上部和下部的对应位置，主轴接触穿入上下两套调节装置中三组小游隙深沟球轴承对应的中心位置；小游隙深沟球轴承安装在偏心轴的偏心处并可与偏心轴同步转动，两套调节装置中上下对应的一组小游隙深沟球轴承外圆与主轴单侧平面相切接触，其余上下对应的两组小游隙深沟球轴承的外圆都与主轴外圆相切接触。本实用新型主轴与小游隙深沟球轴承之间能够实现微米级高精度间隙定位，滚动摩擦力很小且恒定，易于实现主轴与工件测试面之间较高的垂直度，保证主轴试验时力的稳定性，同时维修更换容易，调整方便。

Description

径向可调式高精度硬度计主轴机构

技术领域

本实用新型涉及硬度计技术领域，具体是涉及一种径向可调式高精度硬度计主轴机构。

背景技术

硬度计工作时，在主轴上施压一个稳定的试验力，让主轴的试验力垂直作用于零件表面产生压痕，通过压痕测量计算，从而得到零件表面的硬度值。

硬度测试过程中，为了确保试验力的准确施加，真实反映试验压头测试前后的姿态变化，便于准确测量试验压痕大小或深度，要求硬度计主轴定位准确且稳定。特别是试验精度要求较高的情况，如各种基准硬度计，要求主轴与导向件间隙控制在0.001-0.002mm，更要摩擦力控制在极小且稳定的状态。

目前在布氏、洛氏硬度计中，主轴结构通常采用的是滚珠导向结构。主轴上下两端各采用一组钢球，钢球外侧与定位套接触，内侧为主轴定位，钢球之间设置滚珠架实现隔离，滚珠架由六角圆柱头螺钉固定在固定梁上。此结构加工精度受加工限制，很难实现微米级高精度间隙定位；钢球与主轴之间线性接触，接触面积少、刚性差；钢球处于半滑动半滚动状态，与主轴间摩擦力不稳定且很难控制。后期零件磨损造成精度下降的情况时，维修需要零件全部拆解开，重新更换装配和调试，比较麻烦。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够克服上述不足的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其主轴与小游隙深沟球轴承之间能够实现微米级高精度间隙定位，滚动摩擦力很小且恒定，易于实现主轴与工件测试面之间较高的垂直度，主轴定位准确稳定，能够保证试验时力的稳定性，同时维修更换容易，调整方便。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

径向可调式高精度硬度计主轴机构，其包括主轴、两套调节装置、固定梁；其中两套调节装置分别固定在固定梁的上部和下部的对应位置，主轴接触穿入上下两套调节装置中三组小游隙深沟球轴承对应的中心位置；小游隙深沟球轴承安装在偏心轴的偏心处，并可与偏心轴同步转动；两套调节装置中上下对应的一组小游隙深沟球轴承外圆与主轴单侧平面对应相切，其余上下对应的两组小游隙深沟球轴承的外圆与主轴外圆相切。

所述调节装置包括安装座、三根偏心轴、三个小游隙深沟球轴承，其中偏心轴穿入设置在安装座上，其上依次穿过设置有小游隙深沟球轴承、调整垫圈，在上述偏心轴的另一端穿入设置有平垫圈，并用螺母锁紧固定；主轴位置垂直度调试完成后，由紧定螺钉固定住偏心轴的位置。

所述调节装置中的三个小游隙深沟球轴承以主轴为中心呈三等分均布。

所述调节装置中的三根偏心轴以主轴为中心呈三等分均布。

所述偏心轴的偏心处设置有3-5mm的偏心距。

所述主轴单侧平面的轴向高度大于主轴的工作行程，上述主轴单侧平面的宽度大于小游隙深沟球轴承的外圈宽度。

所述安装座的底座呈圆形结构，其中心部位设置有用于垂直穿过主轴的中心孔，以主轴为中心呈三等分均布的三个小游隙深沟球轴承外圆顶部突出于上述中心孔表面。

所述安装座上设置有用于安置三个小游隙深沟球轴承的三个安装槽，上述三个安装槽以主轴为中心呈三等分均布。

所述安装槽呈矩形结构，其槽宽大于小游隙深沟球轴承的外圈宽度。

所述安装座上以主轴为中心三等分均布有用于穿入设置三根偏心轴的三组安装孔，上述每组安装孔设置在安装槽的相对两侧壁上，安装孔与中心孔的中心轴线相垂直。

本实用新型与已有技术相比，具有以下优点和积极效果：

本实用新型是将主轴放置在上下两套调节装置的中心位置，调节装置由均布设置在安装座上的三根偏心轴及其上的三个小游隙深沟球轴承组成，偏心轴把小游隙深沟球轴承固定在安装座的安装槽内，防止调整过程中的位置变化，当转动偏心轴使小游隙深沟球轴承与主轴间隙进行线性调整，实现主轴接近零间隙定位，可达到微米级高精度间隙定位，易于实现主轴与工件测试面之间较高的垂直度，主轴定位准确稳定，从而保证主轴试验时力的稳定性。

上下两套调节装置的安装距离可根据主轴的长度而改变，最大程度保证主轴工作的稳定性；上下两套调节装置的整体配合调整，可使主轴的垂直度达到最佳。小游隙深沟球轴承为导向件，实现全过程滚动摩擦，滚动摩擦力很小且恒定，便于对施加试验力的控制；偏心轴位置稳定，配合紧定螺钉固紧防松。主轴刚性好，强度高，可承受较大的侧向力，便于调整及维持稳定的工作状态。主轴单侧平面可实现对主轴圆周旋转自由度限制。

两套调节装置采用以主轴为中心均布三等分的结构，调整简单方便且适用，易于实现主轴与工件测试面之间较高垂直度；同时调节装置结构简单，适用性强，维修更换容易，调整方便。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

图1-图2中部件说明：

1、内六角圆柱头螺钉；2、主轴；2-1、单侧平面；3、上部调节装置；4、固定梁；5、下部调节装置；6、调整垫圈；7、螺母；8、平垫圈；9、小游隙深沟球轴承；10、偏心轴；10-1、偏心处；11、安装座；12、紧定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

如图1-图2所示，本实用新型径向可调式高精度硬度计主轴机构包括两套调节装置、主轴2、固定梁4，其中：

如图2所示，两套调节装置为结构相同的上部调节装置3、下部调节装置5，分别用内六角圆柱头螺钉1固定在固定梁4的上部和下部的对应位置。主轴2垂直穿过固定梁4上的通孔，主轴2接触穿入上下两套调节装置中的三组小游隙深沟球轴承9对应的中心位置。

在主轴2上沿轴向设置有单侧平面2-1；上述单侧平面2-1的高度大于主轴的工作行程，单侧平面的宽度大于小游隙深沟球轴承9的外圈宽度。主轴单侧平面2-1可实现对主轴圆周旋转自由度限制。

两套调节装置中上下对应相同位置的一组小游隙深沟球轴承9的外圆与上述主轴单侧平面2-1相切接触；两套调节装置中上下对应相同位置的其余两组小游隙深沟球轴承9的外圆都与主轴外圆相切接触。主轴位置垂直度调试完成后，用螺母7锁紧固定和用紧定螺钉12固定住偏心轴10的位置。

如图1所示，上部调节装置3包括安装座11、三根偏心轴10、三个小游隙深沟球轴承9；其中安装座11的底座呈圆形结构，其中心部位设置有用于垂直穿过主轴2的中心孔。

在安装座11上以主轴为中心三等分均布有用于安置三个小游隙深沟球轴承9的三个安装槽，上述安装槽呈矩形结构，其槽宽大于小游隙深沟球轴承9的外圈宽度。

在安装座11上以主轴为中心三等分均布有用于穿入设置三根偏心轴10的三组安装孔，安装孔与中心孔的中心轴线相垂直。上述每组安装孔设置在安装槽的相对两侧壁上，具体是分别与偏心轴10的大、小轴径部位相配合的大、小通孔。在安装座11上以主轴为中心三等分均布有的三个小游隙深沟球轴承9的外圆顶部突出于上述中心孔表面。

偏心轴10水平穿入设置在安装座11上的对应安装孔中，并依次穿过设置有小游隙深沟球轴承9、调整垫圈6，在偏心轴10的另一端穿入设置有平垫圈8，用螺母7锁紧固定位置。安装调整垫圈6是用于防止小游隙深沟球轴承的轴向移动。小游隙深沟球轴承9安装在偏心轴的偏心处10-1，并可与偏心轴同步转动。上述偏心轴的偏心处10-1设置有3-5mm的偏心距。两个安装座11上所有相同的安装孔都采用这种结构装配，装配完成后即可形成两套调节装置。

本实施例中包括有两套调节装置，每套调节装置中以主轴为中心三等分均布有三根偏心轴10和三个小游隙深沟球轴承9，本实施例为最佳方案。当然，根据实际情况也可以另外选择调节装置的数量以及每套调节装置中偏心轴10和小游隙深沟球轴承9的数量。

本实用新型的工作原理是：参照图1-图2。

转动调整固定梁4上部与下部调节装置中的一组上下对应位置的偏心轴10，让这两组偏心轴上的小游隙深沟球轴承9外圆都与主轴单侧平面2-1相切接触，用仪表测试一下对应主轴位置的垂直度，反复调整上下对应位置的偏心轴10的旋转角度，直到主轴单侧平面上下位置关系处达到试验时要求的垂直度；

然后依次转动调整固定梁4上部与下部调节装置中其余两组上下对应位置的偏心轴10，使这两组偏心轴上的小游隙深沟球轴承外圆都与主轴外圆相切接触，用仪表测试一下这两组所对应主轴位置的垂直度，反复调整这两组上下对应位置偏心轴10的旋转角度，直到这两组所对应主轴位置关系达到试验时要求的垂直度；然后用扳手把所有偏心轴10上的螺母7固定以及安装座11上的所有紧定螺钉12固定；

整个调试过程完成后，主轴2可在固定梁4上部与下部调节装置内上下滑动，从而保证主轴试验时力的稳定性。

Claims (10)

1.径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，其包括主轴、两套调节装置、固定梁；其中两套调节装置分别固定在固定梁的上部和下部的对应位置，主轴接触穿入上下两套调节装置中三组小游隙深沟球轴承对应的中心位置；小游隙深沟球轴承安装在偏心轴的偏心处，并可与偏心轴同步转动；两套调节装置中上下对应的一组小游隙深沟球轴承外圆与主轴单侧平面对应相切，其余上下对应的两组小游隙深沟球轴承的外圆与主轴外圆相切。

2.根据权利要求1所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述调节装置包括安装座、三根偏心轴、三个小游隙深沟球轴承，其中偏心轴穿入设置在安装座上，其上依次穿过设置有小游隙深沟球轴承、调整垫圈，在上述偏心轴的另一端穿入设置有平垫圈，并用螺母锁紧固定；主轴位置垂直度调试完成后，由紧定螺钉固定住偏心轴的位置。

3.根据权利要求2所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述调节装置中的三个小游隙深沟球轴承以主轴为中心呈三等分均布。

4.根据权利要求3所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述调节装置中的三根偏心轴以主轴为中心呈三等分均布。

5.根据权利要求4所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述偏心轴的偏心处设置有3-5mm的偏心距。

6.根据权利要求5所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述主轴单侧平面的轴向高度大于主轴的工作行程，上述主轴单侧平面的宽度大于小游隙深沟球轴承的外圈宽度。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述安装座的底座呈圆形结构，其中心部位设置有用于垂直穿过主轴的中心孔，以主轴为中心呈三等分均布的三个小游隙深沟球轴承外圆顶部突出于上述中心孔表面。

8.根据权利要求7所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述安装座上设置有用于安置三个小游隙深沟球轴承的三个安装槽，上述三个安装槽以主轴为中心呈三等分均布。

9.根据权利要求8所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述安装槽呈矩形结构，其槽宽大于小游隙深沟球轴承的外圈宽度。

10.根据权利要求9所述的径向可调式高精度硬度计主轴机构，其特征是，所述安装座上以主轴为中心三等分均布有用于穿入设置三根偏心轴的三组安装孔，上述每组安装孔设置在安装槽的相对两侧壁上，安装孔与中心孔的中心轴线相垂直。