專利名稱：旋槳流速儀球軸承清洗設備及清洗質(zhì)量檢測設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種儀器，具體涉及一種江河水文測驗領(lǐng)域中旋槳流速 儀用的球軸承清洗的清洗設備及一種球軸承清洗質(zhì)量檢測設備。
技術(shù)背景水文測驗領(lǐng)域中，旋槳流速儀旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)配用精密儀表球軸承，其性能具有低而穩(wěn)定的摩擦力矩，使儀器具有良好的低速性能；負載能力強，極 限轉(zhuǎn)速高，穩(wěn)定性好，使儀器具有很高的測速上限。流速儀測流工作是在江 河中進行，工作環(huán)境差工作水深大，壓力大；流速高，旋槳轉(zhuǎn)速快，受水 流沖擊力大；水體中懸移質(zhì)含沙量，污物、雜質(zhì)多。在工作過程中，河水^艮 容易從旋轉(zhuǎn)縫隙部分進入儀器軸承油室，導致球軸承污染，輕者摩擦力矩增 大，儀器靈敏度變差；重者旋轉(zhuǎn)部分被卡阻，儀器無法工作。特別是在汛期， 時有發(fā)生。為此，每次測流完畢，儀器旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)中軸承都必須拆洗、加 油。這一工作平時在測站進行，比較容易處理；而汛期搶測洪時，在現(xiàn)場進 行十分困難。在國外，一4史河流水深、流速和懸移質(zhì)含沙量普遍都不大，軸承油室不 進水或進水情況不太嚴重，球軸承清洗問題不突出。而中國泥沙含量大的河 流非常多，解決球軸承清洗的問題就非常迫切。但現(xiàn)有技術(shù)中，沒有解決該 問題的方案。例如目前產(chǎn)品說明書中推薦的球軸承清洗方法1.清洗設備洗滌容器2~3個鋁制飯盒，距盒底15mm處設置一層細銅絲隔離網(wǎng)，以 避免清洗過程中，底部沉淀物漂浮上來，影響清洗質(zhì)量，容器中洗滌劑量約 2/3盒尚。2. 洗滌劑120號橡膠溶劑汽油(SY1207)去污能力強。3. 清洗工藝用左手食、姆指捏住球軸承內(nèi)圈，浸沒在洗滌劑中，用右食指急速撥轉(zhuǎn) 外圈，使其不斷地旋轉(zhuǎn)，以期球軸承污物排離軸承體內(nèi)，直到感覺洗凈為止。4. 檢驗用左手食、姆指捏住球軸承內(nèi)圏，水平放置，右手急帶撥轉(zhuǎn)外圈，使其 快速旋轉(zhuǎn)。經(jīng)驗判斷如旋轉(zhuǎn)靈敏，停止徐緩，表示球軸承清洗干凈，靈敏 度符合要求；相反，如旋轉(zhuǎn)遲緩，停止快，表明球軸承靈敏度差，未洗干凈， 需重新清洗，如還不能滿足要求，表示球軸承已受損，儀器需檢》務，換用新 球軸。 存在問題1. 洗滌容器都是一個鋁制飯盒，或飯碗代用，底部都沒有隔離網(wǎng)，容 器暢開，口大，容易落入灰塵、水份等。2. 洗滌劑都是用90號發(fā)黃的汽車用燃料油，或煤油，這些油的溶解污 物能力差，且理化性能難以保證，其中特別是水份、機械雜質(zhì)、灰份、S交值 等，對球軸承工作十分不利。3. 清洗工藝完全是手工操作。用手撥轉(zhuǎn)球軸承外圈旋轉(zhuǎn)，顯然轉(zhuǎn)速太 慢，不易把污物排出，特別是對于目前使用不可分離型球軸承。而用手直接拿球軸承，手上汗酸有污染作用，特別是在夏季。這在軸承廠生產(chǎn)工藝運作 上都是不規(guī)范的，絕對不允許。4. 4全驗球軸承以個人主觀判斷，不科學，各人經(jīng)驗不同，標準不一。5. 工作環(huán)境差，環(huán)境塵埃來源于空氣、洗滌劑、潤滑劑，以及操作人員等。有的塵埃本身硬度很高，磨削能力很強，在大氣中受空氣流動的吹送， 幾乎到處都有， 一旦進入球軸承內(nèi)部，猶如研磨劑，使工作表面磨損，光潔 度變差，靈敏度下降，壽命降低。因此，塵埃是精密微軸承的大敵。軸承廠生產(chǎn)這類軸承都是在凈化工作室進行；用戶裝配工作室也都采取嚴格的防塵 措施。然而，水文測站受條件限制，灰塵來源很難控制，特別是冬季，為了 取暖，靠近爐邊拆裝儀器，清洗球軸承，灰塵的危害更難以估測。由此導致 球軸承磨損，或力矩增大，影響儀器靈敏度和低速測量精度。6. 汗酸、水份都容易導致球軸承生銹，特別是在夏季清洗球軸承時， 工作者手上汗酸多，在不經(jīng)意情況下，球軸承被污染，經(jīng)歷一段時間便產(chǎn)生 銹跡；水份的作用也相似。7. 工作壽命，由于上述球軸承清洗過程中存在的缺陷，工作壽命平均 只有100 ~ 200小時，實際其使用的轉(zhuǎn)速都遠小于儀器測量最高轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/ 分。軸承廠指標是在40000轉(zhuǎn)/分極限轉(zhuǎn)速下，壽命500- 1000小時。8. 儀器低速測量精度，由于球軸承清洗過程存在上述缺陷，在檢驗時 也是憑個人主觀經(jīng)驗，因此，流速儀的低速性能難以保證，影響水文測驗低 流速測量精度。9. 汽油危害身體健康，汽油為脂肪溶劑，具有良好去脂效果，倘若經(jīng) 常用汽油清洗球軸承，汽油就會把手表層用以滋潤和保護皮膚的皮脂帶走，甚至連表皮細胞產(chǎn)生的皮脂也會遭受破壞，致使?jié)櫥钠つw變粗糙，甚至引 發(fā)濕滲、皮炎等皮膚病。這在流速儀專業(yè)廠曾經(jīng)發(fā)生。另外，汽油含有脂肪 族烴類和芳香族烴類多種物質(zhì)及化學物，如這些物質(zhì)經(jīng)常接觸皮膚，進入體 內(nèi)，就會損害中樞神經(jīng)和血液系統(tǒng)，影響工作者身體健康。因此，流速儀專 業(yè)廠、檢修站都應特別注意這個問題。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種旋槳流速儀球軸承清洗設備，以及其清洗質(zhì)量的檢測設備，該兩設備可以免除手工操作；檢測過程中可避免洗滌劑中 落入灰塵、水份；并解決傳統(tǒng)方法洗滌劑溶解污物能力差，且理化性能難以 保證的問題；確保儀器低速工作性能。完成上述發(fā)明任務的方案分別是 一種旋槳流速儀球軸承清洗設備，設 有球軸承洗滌容器，其特征在于，該球軸承洗滌容器內(nèi)插設有球軸承洗滌頭 (也可稱為球軸承洗滌裝置)，該球軸承洗滌頭上端的電機座上安裝有微電 機，構(gòu)成動力部分，該微電機驅(qū)動安裝在外殼、外隔套與內(nèi)隔套內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸； 該旋轉(zhuǎn)軸的下端設有球軸承的裝夾部分；球軸承洗滌頭上端的電機座下部設有一定位凸臺，該定位凸臺蓋住洗滌 容器的開口；在外殼內(nèi)還設有頂出套，該頂出套上端連接有頂出桿和把手鉚合成一體 的頂出支部件，該頂出套下部設有彈簧。使用時，在球軸承洗滌容器內(nèi)放置洗滌劑，把球軸承安裝在洗滌頭旋轉(zhuǎn) 軸下端的球軸承裝夾部分上，把洗滌頭插入球軸洗滌容器內(nèi)，洗滌頭上部的 定位凸臺蓋住洗滌容器的開口；可避免空氣中的塵埃、水份進入容器中，免除洗滌劑被污染。開動微電機洗滌球軸承，當軸承被洗滌完畢后拿出洗滌頭， 推動頂出支部件上把手，球軸承便被推出。之后，頂出套被彈簧彈回復位。 球軸承清洗后，洗滌裝置被安放在密閉盒中，容器用瓶蓋蓋嚴，都放置在廚 中，以免遭受污染。以上方案的優(yōu)化改進有1、 所述的球軸承洗滌容器設有多個，分別為粗洗瓶；半精洗瓶；精 洗瓶。2、 所述的粗洗瓶，半精洗瓶，精洗瓶每瓶都盛裝汽油洗滌劑(SY1207)， 高約4/5，在瓶的底部裝有多層滌倫絲網(wǎng)。一種與上述旋槳流速儀球軸承清洗設備配合使用的球軸承清洗質(zhì)量檢 測設備，其特征在于，設有球軸承安裝支座，該球軸承安裝支座的中間有一 與被測球軸承內(nèi)圏滑配合的軸頸；另外設有一個慣性輪，該慣性輪下方有一 與被測球軸承外圏為滑配合的孔；該慣性輪上方有一外圓、內(nèi)孔分別與球軸 承洗滌頭的外套之孔和旋轉(zhuǎn)軸之軸頸滑配合的凸臺；該清洗質(zhì)量^r測設備還 設有秒表。使用時，把洗滌完成后的球軸承洗滌頭置于本球軸承清洗質(zhì)量檢測設備 上方，按下球軸承頂出支部件的把手，把球軸承置于清洗質(zhì)量檢驗設備的支 座的軸頸上。在被檢驗的球軸承上滴一滴儀表油；裝上慣性輪；再使洗滌頭 與慣性輪上部配合；打開電源，洗滌頭的微電機以1400轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。同 時帶動慣性輪(含球軸承外圈)，共同旋轉(zhuǎn)；快速地拿走球軸承洗滌頭，慣 性輪即保持其自身慣性旋轉(zhuǎn)，由于球軸承內(nèi)，外圈和鋼球間存在摩阻力，使 慣性輪轉(zhuǎn)速逐漸減慢，直至停止。記錄慣性輪開始慣性旋轉(zhuǎn)至停止的時間T，以及停止時工作狀態(tài)，即可判別被清洗球軸承是否清洗干凈，摩擦力矩是否 達標。分析上述運作是一種估測球軸承平均摩擦力矩的慣性旋轉(zhuǎn)法，其原理如下式式中M為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)平均摩擦力矩；f為慣性輪轉(zhuǎn)動慣量系數(shù)；n為慣性 輪轉(zhuǎn)數(shù)；T為慣性輪慣性旋轉(zhuǎn)時間。因為此法運作過程影響因素多，測量、 計算都比較麻煩，而計算結(jié)果其分散性較大。所以本實用新型只重點;險測兩 個技術(shù)指標①慣性旋轉(zhuǎn)時間T^100秒；②慣性旋轉(zhuǎn)未尾時刻工作狀態(tài)，有 輕微回擺。實驗表明，滿足上述檢測指標，被測球軸承力矩值都可滿足技術(shù) 要求0.8 1.0g:m。上述原理實際上是傳統(tǒng)檢測球軸承摩擦力矩經(jīng)驗方法的優(yōu)化①將充當 慣性輪作用的球軸承外圈重量2.5g，改用標準慣性輪，重100g;②轉(zhuǎn)速從原 來用手撥轉(zhuǎn)，不穩(wěn)定的幾百轉(zhuǎn)/分，改用電機驅(qū)動，穩(wěn)定的1400轉(zhuǎn)/分；③主 觀目測實驗結(jié)果，改用秒表準確測定慣性輪慣性旋轉(zhuǎn)時間T，從上式可見， 球軸承摩擦力矩與慣轉(zhuǎn)時間T的平方成反比。由此可見，本實用新型可比較準確地確定球軸7|1的清洗質(zhì)量。實用情況本實用新型樣機8套，經(jīng)全國3省2自治區(qū)流速儀檢修站和專業(yè)檢測中 心、研究所和實驗工廠使用，效果良好。在一大型水電站用旋槳流速儀共81臺進行發(fā)電機組效率檢測實驗時，盡管流速高，水中懸移質(zhì)含沙量大，儀器 受到較大的污染，使用本實用新型設備進行實地清洗，保證及時、完滿地完 成檢測任務。本實用新型有益效果1. 半自動清洗設備，操作簡捷，工作輕松生產(chǎn)效率高。2. 清洗設備容器口小，并加蓋，空氣中塵埃、水份等不容易進入，從 而保證球軸承不受污染，延長球軸承使用壽命。3. 工作者操作時，手不與球軸承接觸，從而可被免工作者身上攜帶的 灰塵微粒，特別是手汗等，對軸承的影響，同時，也 可保護工作者不受汽油的危害。4. 清洗容器有粗、半精和精洗三個，按工藝流程逐級清洗，確保清 洗應有的潔凈度，同時，可避免汽油的浪費。5. 力矩測試設備可較科學地估測球軸承的摩擦力矩是否達到要求，從 而確保儀器低速工作性能，即水文測驗精度。附困說明圖l是旋槳流速儀專用球軸承全套清洗設備示意圖； 圖2-l是絲承洗滌裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-2、 2-3是圖2-l的局部放大圖； 圖3是球軸承洗滌容器示意圖； 圖4是球軸承清洗質(zhì)量檢測設備示意圖； 圖5是球軸承清洗質(zhì)量檢測方法示意圖。
具體實施方式
實施例1

圖1所示為旋漿流速儀球軸承清洗設備，包括球軸承洗滌頭18;電源 部分19;洗滌球軸承容器31 33等三個部分。圖中電源部分未畫。-陂清洗球 軸承安裝在球軸承洗滌裝置18的清洗頭部，置于洗滌球軸承容器31-33的 洗滌劑中，其安裝深度由球軸承洗滌裝置外殼上一凸臺定位，該凸臺猶如一 瓶蓋，將容器蓋嚴，從而可避免空氣中的塵埃、水份進入容器中，免除洗滌 劑被污染。球軸承清洗后，洗滌裝置被安放在密閉盒中，容器用瓶蓋(圖中 瓶蓋未畫)蓋嚴，都放置在廚中，以免遭受污染。電源部分19為直流6V，可用4節(jié)壹號電池，標準電池盒安裝；也可用 6V直流變壓器接220V市電。圖2所示為球軸承洗滌頭(球軸承洗滌裝置)，包括電源電線l;電線 保護套2;電機蓋3;微電機4;電機座5;電機座聯(lián):接套6;頂出支部件7; 螺母8;外殼9;內(nèi)隔套10;外隔套11;軸承12;頂出套13;彈簧14;旋 轉(zhuǎn)軸15;待洗球軸承16等。球軸承洗滌頭由球軸承裝夾部分；頂出球軸承 部分，旋轉(zhuǎn)支承部分和動力部分組成。① 球軸承裝夾部分，由旋轉(zhuǎn)軸15頭部的外圓和外殼9頭部的孔構(gòu)成， 兩者與球軸承配合公差均采用一級精度滑配合，其端部入口處均倒角1x30°; 旋轉(zhuǎn)軸頭部開槽0.5x20 mm長，把槽撐開0.10咖;夕卜殼外圓頭部銑槽0.5x20咖 共3條，將外圓向內(nèi)收縮0.5mm,兩者材料均為錫青銅，時效處理，富有彈 性，能順暢而牢靠地夾緊被清洗的球軸承。② 頂出部分由頂出桿和把手鉚合成一體的頂出支部體7，以及頂出套13 和彈簧14等組成。頂出支部件7安裝在與其配合為三級精度滑配合的電機 座5外圓槽中，頂出套13緊挨地安裝在頂出支部件7下部。在頂出套13和外殼9之間狹縫中，安裝有彈簧14。當軸承16被清洗完，推動頂出支部件 7上把手，球軸承便被推出。之后，頂出套13被彈簧14彈回。③旋轉(zhuǎn)支承部分，由旋轉(zhuǎn)軸15, —對軸承12和其安裝定位的內(nèi)、外隔 套10、 11，以及并緊螺母8等組成。為一具有高速、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的支承旋轉(zhuǎn)系 統(tǒng)。 動力部分，由《鼓電才幾4、電沖幾座5、電才幾蓋3、電源電線l、電線保護 套2和聯(lián)接套6等組成。微電機4功率3W， DC6V，安裝在電機座中，用 電機蓋上螺紋并緊。電機座安裝在外套9中。電機座5外緣側(cè)面銑有一槽， 供安裝頂出支部件7。聯(lián)接套6上的孔借螺釘固定在微電機4軸上；下方的 槽則與其下方的旋轉(zhuǎn)軸15扁體相配，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)支承部分。圖3所示為球軸清洗容器示意圖。包括粗洗瓶31;半精洗瓶32;精 洗瓶33;每瓶都盛裝汽油洗滌劑(SY1207)，高約4/5，在瓶的底部裝有多 層滌倫絲網(wǎng)34,規(guī)格每25.4mm孔眼數(shù)20;每個瓶都配有瓶蓋，圖中未表 示。瓶由聚碳酸脂PC塑料中空吹塑成型，透明，便于觀察洗滌劑的潔凈度， 塑料制品便于長途運輸不損壞。圖4所示為旋槳流速儀用球軸承清洗質(zhì)量檢測設備，包括球軸承安裝 支座41、慣性輪42、被測球軸承16 (球軸承16在圖1 圖3中為"待洗球 軸承"，這里"待測"的為同一個球軸承，故同樣標為16)和秒表(圖中未 畫出)。球軸承安裝支座底面積大，中間有一與被測球軸承16二級精度滑配 合的軸頸，從而保證慣性輪42高速旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。慣性輪重量為100士0.10g， 同心度小于O.Olmm,下方有一與被測球軸承16外圈為二級精度滑配合的孑L; 上方有一外圓、內(nèi)孔分別與球軸承洗滌裝置的外套之孔和旋轉(zhuǎn)軸之軸頸成二級滑配合的凸臺。球軸承清洗流程步驟① 將待清洗的球軸承置于水平狀態(tài)；② 將球軸承洗滌裝置頭部對準(1)之球軸承；③ 同時往下壓，使(l)球軸承裝入孔中。④ 把球軸承洗滌裝置頭部分別置于粗洗瓶31 、半精洗瓶32和精洗瓶33, 每次約5秒，如圖3所示。⑤ 把球軸承洗滌裝置從精洗瓶中提出，按下球軸承頂出支部件7上把手， 把被清洗球軸承置于球軸承清洗質(zhì)量檢驗設備支座上。圖5所示為球軸承清洗質(zhì)量檢驗方法示意圖。包括球軸承安裝支座41、慣性輪42、被測球軸承16和球軸承洗滌頭 18。步驟① 在被纟企驗的球軸承上滴一滴儀表油，裝上慣性輪；② 使球軸承洗滌裝置頭部與慣性輪上部配合；③ 打開電源，微電機以1400轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。同時帶動慣性輪，含球軸 承外圏，下同，旋轉(zhuǎn)；④ 快速地拿走球軸承洗滌裝置，慣性輪即保持其自身慣性旋轉(zhuǎn)，由于球 軸承內(nèi)，外圏和鋼球間存在摩阻力，使慣性輪轉(zhuǎn)速逐漸減慢，直至停止。記 錄慣性輪開始慣性旋轉(zhuǎn)至停止的時間T,以及停止時工作狀態(tài)，即可判別被 清洗球軸承是否清洗干凈，摩擦力矩是否達標。
權(quán)利要求1. 一種旋槳流速儀球軸承清洗設備，設有球軸承洗滌容器，其特征在于，該球軸承洗滌容器內(nèi)插設有球軸承洗滌頭，該球軸承洗滌頭上端的電機座上安裝有微電機，構(gòu)成動力部分，該微電機驅(qū)動安裝在外殼、外隔套與內(nèi)隔套內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸；該旋轉(zhuǎn)軸的下端設有球軸承的裝夾部分；球軸承洗滌頭上端的電機座下部設有一定位凸臺，該定位凸臺蓋住洗滌容器的開口；在外殼內(nèi)還設有頂出套，該頂出套上端連接有頂出頂出桿和把手鉚合成一體的頂出支部體，該頂出套下部設有彈簧。
2、 按照權(quán)利要求1所述的旋槳流速儀球軸承清洗設備，其特征在于， 所述的球軸承洗滌容器設有多個，分別為粗洗瓶；半精洗瓶；精洗瓶。
3、 按照權(quán)利要求2所述的旋槳流速儀球軸承清洗設備，其特征在于， 所述的粗洗瓶，半精洗瓶，精洗瓶每瓶都盛裝汽油洗滌劑，高4/5,在瓶的 底部裝有多層滌 f侖絲網(wǎng)。
4、 一種與權(quán)利要求1所述的旋槳流速儀球軸承清洗設備配合使用的球 軸承清洗質(zhì)量檢測設備，其特征在于，設有球軸承安裝支座，該球軸承安裝 支座的中間有一與被測球軸承內(nèi)圏滑配合的軸頸；另外設有一個慣性輪，該 慣性輪下方有一與被測球軸承外圈為滑配合的孔；該慣性輪上方有一外圓、 內(nèi)孔分別與球軸承洗滌頭的外套之孔和旋轉(zhuǎn)軸之軸頸滑配合的凸臺；該清洗 質(zhì)量檢測設備還設有秒表。
5、 按照權(quán)利要求4所述的球軸承清洗質(zhì)量檢測設備，其特征在于，所述的軸頸與被測球軸承內(nèi)圈滑配合的配合精度為二級精度滑配合； 所述的慣性4侖重量為100士0.10g,同心度小于0.01mm; 所述的慣性輪的孔與被測球軸承外圈的滑配合的配合精度為二級精度 滑配合。
專利摘要旋槳流速儀球軸承清洗設備，設有球軸承洗滌容器，其特征在于，球軸承洗滌容器內(nèi)插設有球軸承洗滌頭，其上端的電機座上安裝有微電機，該微電機驅(qū)動安裝在外殼、外隔套與內(nèi)隔套內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸；旋轉(zhuǎn)軸的下端設有球軸承的裝夾部分；球軸承洗滌頭上端的電機座下部設有一定位凸臺，該定位凸臺蓋住洗滌容器的開口；在外殼內(nèi)還設有頂出套，頂出套上端連接有頂出頂出桿和把手鉚合成一體的頂出支部體，該頂出套下部設有彈簧。本申請還提供了與其配合使用的球軸承清洗質(zhì)量檢測設備。本實用新型操作簡捷，效率高，可保證球軸承不受污染，延長球軸承使用壽命。從而確保儀器低速工作性能，即水文測驗精度。
文檔編號G01N19/00GK201105270SQ20072004030
公開日2008年8月27日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者楊漢塘 申請人:水利部南京水利水文自動化研究所