[发明专利]用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置

权利要求书

1.一种用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，包括主轴、主轴箱体、伺服电机，所述主轴通过轴承安装在主轴箱体内，所述主轴前端连接伺服电机，其特征在于：所述主轴的末端通过液压胀套固定连接气囊抛光头，所述气囊抛光头包括轴端连接头、金属基座、橡胶圈，所述金属基座外圆柱中间设有向外凸起呈圆弧形的橡胶圈，且橡胶圈内侧与金属基座内部的气室相连通构成气囊橡胶圈，所述气囊橡胶圈内壁粘贴有镍钛记忆合金薄片，所述镍钛记忆合金薄片上粘贴有薄片压力传感器和加热电阻丝；所述气囊橡胶圈通过金属基座气室上的连通孔经轴端连接头和主轴内的通孔与主轴箱体上的进气孔相连通，所述金属基座通过压紧螺母固定于轴端连接头上，构成模块化的可替换式气囊抛光头。

2.根据权利要求1所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所述橡胶圈内部设有不锈钢加强层。

3.根据权利要求1所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所加热电阻丝与外部电源及外部控制系统连接，在施加电流后产生焦耳热，从而促使镍钛记忆合金薄片在热驱动回复力作用下带动气囊抛光头向外膨胀。

4.根据权利要求3所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所述镍钛记忆合金薄片表面阵列式粘贴薄片压力传感器，所述薄片压力传感器向外部控制系统传出电压信号，通过外部控制系统显示电压信号来判断橡胶圈与轴承外圈内滚道的接触情况，并接收控制系统传出的电压信号，实时调整加热电阻丝内部电流和通电时间以改变镍钛记忆合金薄片热流密度。

5.根据权利要求4所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所述加热电阻丝通过电流大小和通电时间计算其发热量，并根据加热电阻丝重量与比热容计算出加热电阻丝温度变化值，并根据公式：Q＝I²·R·t、ΔT＝ΔQ/(m·c)、的数学模型达到控制镍钛记忆合金薄片回复力，式中，Q表示电阻丝热量，I表示通过电流，R表示电阻丝密度，t表示通电时间，m表示电阻丝质量，c表示电阻丝比热容，C_A表示记忆合金温度与应力转换系数，E表示记忆合金马氏体分数，E_U表示记忆合金弹性模量，σ_r表示镍钛记忆合金薄片回复力，T表示镍钛记忆合金温度，A_s表示镍钛记忆合金逆马氏体相变温度点。

6.根据权利要求1所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所述主轴通过成对轴承固定于主轴箱体中间，主轴箱体顶部通过螺纹固定连接气动快接头，所述气动快接头与主轴箱体内部连通，所述主轴箱体两内侧分别装有端盖，两个端盖配合动、静密封圈在主轴箱体内部形成密封轴承室，所述伺服电机通过联轴器与主轴相连。

7.根据权利要求1所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，其特征在于：所述主轴箱体右侧固定连接防尘罩，所述主轴箱体和伺服电机通过承重支架、锁紧抱箍和电机肋板固定于光学平台上方。

8.一种采用权利要求1-7任一所述的用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置的抛光方法，其特征在于：首先，将气囊抛光头伸入轴承外圈并靠近内滚道，随后向气囊抛光头内部充气并对加热电阻丝通电，气囊抛光头在内部气压与受热变形产生回复力的镍钛记忆合金薄片的双重作用下向外膨胀并有效贴合轴承外圈内滚道，且能够通过气囊抛光头内表面所粘贴薄片压力传感器获取压力分布情况，从而可根据实际情况对充气压力及通电电流做出调整，控制气囊抛光头变形量，最后启动待抛光轴承外部夹具所配备的自转电机与伺服电机，通过主轴带动气囊抛光头自转，形成与待抛光轴承自转之间的相对运动，在抛光液的作用下对轴承外圈内滚道进行抛光。