CN101968339A - 一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，其特征在于其设有架体(10)、工作台(9)、下外台座(27)、下转轴(21)、下内台(20)、皮带被动轮(38)、钢球(40)、调速电机(2)、皮带主动轮(43)、皮带(44)、皮带被动轮(38)、涨紧组件(35)、负荷挂板(32)、上下可移动的下负荷架(31)、负荷杆(30)、负荷(29)、测量挂板(22)、表夹(24)、电感测头(23)、测量杠杆(25)、支架(3)、联板(5)、压紧气缸(12)、轴承套(6)、动板(4)、门型架(8)、导杆(7)、加压气缸(13)、上外台座(16)、上外台(17)、上转轴(15)、上内台(18)、气路系统、电气操纵箱(14)，本发明通过控制变速箱轴承轴向游隙的精准度来保证该轴承的安全可靠性，从而保证汽车变速箱的高负荷、高效率要求，进而保证汽车行驶安全。

Description

一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪

技术领域：

本发明涉及一种自动测量仪，尤其涉及一种汽车双列圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪。

背景技术：

轴承是机械工业的重要基础件之一，在各个领域中作用广泛、作用极其重要。汽车轴承的种类和数量繁多，不同的部位和使用条件对轴承的要求各不相同，变速箱轴承在汽车中所占比例最大，在变速箱中占有重要地位为圆锥滚子轴承，合适的轴承轴向游隙有助于滚动轴承的正常工作。游隙过小，滚动轴承温度升高，无法正常工作，以至滚动体卡死；游隙过大，设备振动大，滚动轴承噪声大。

目前，变速箱用圆锥滚子轴承的轴向游隙的检测方法有以下几种：

1、感觉法：

用手触及轴承轴端检查滚动轴承的轴向游隙，这种方法应用于轴端外露的场合。当轴端封闭或因其他原因而不能用手检查时，可检查轴是否转动灵活。

2、测量法

(1)用塞尺检查，操作方法与用塞尺检查径向游隙的方法相同，但轴向游隙应为

c＝λ/(2sinβ)

式中c一轴向游隙，mm；

λ--塞尺厚度，mm；

β--轴承锥角，(°)。

(2)用千分表检查，用专用轴将两套内组件及隔圈锁紧，固定外圈，在轴两端分别加力，使轴在两个极端位置时，千分表读数的差值即为轴承的轴向游隙。但施加力不易控制，轴向游隙过大，产生噪声，壳体发生弹性变形，即使变形很小，也影响所测轴向游隙的准确性。

以上几种检测方法均系人工手动操作，人为误差较大，在进行批量检测时耗时费力，根本无法满足市场需求，因此，研制开发能够自动检测控制轴承游隙设备的项目已势在必行。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种通过控制变速箱轴承轴向游隙的精准度来保证该轴承的安全可靠性，从而保证汽车变速箱的高负荷、高效率要求，进而保证汽车行驶安全的一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，它具有架体，架体上设有工作台，其特征在于架体内工作台的下端中部设有下外台座，下外台座内设有下转轴，下转轴上套有弹簧，下转轴的上端连接下内台，下转轴下部设有皮带被动轮，下转轴的端部压有钢球，工作台下部设有由控制器控制的调速电机，调速电机连接皮带主动轮，皮带主动轮通过皮带连接皮带被动轮，皮带上设有涨紧组件，下外台座连接负荷挂板，负荷挂板连接上下可移动的下负荷架，下负荷架通过轴承连接负荷杆，负荷杆连接负荷，下负荷架下设有限位螺钉，下外台座连接测量挂板，测量挂板连接可上下移动的表夹，表夹连接电感测头，表夹通过轴承连接测量杠杆，测量杠杆的外端小台与电感测头接触，测量杠杆的内端的触头与负荷杆的小台下端接触，工作台通过支架连接联板，联板上连接压紧气缸，压紧气缸两侧设有轴承套，压紧气缸活塞杆前端与固定在动板上的门型架联接，动板的两侧设有导杆，导杆连接在联板上，门型架内设有固定在动板上的加压气缸，动板的下方设有上外台座，上外台座下端连接上外台，上外台座内设有上转轴，上转轴的下端设有上内台，上转轴的上端设有触头可与加压气缸活塞杆前端的小台接触，压紧气缸和加压气缸分别与架体内的气路系统相连，联板上连接电气操纵箱，电气操纵箱分别与气路系统、电感测头、调速电机相连。

为了进一步实现本发明的目的，所述的电气操纵箱的后面板上设有电源插座、电源开关、融断丝管座、接线插头、传感器插头，电气操纵箱的前面板上设有操作按键与指示灯、数值显示屏，电气操纵箱内设有CPU处理器，CPU处理器分别连接控制模块、A/D转换模块、数值显示屏及操作按键，控制模块分别连接电磁阀和调速电机，A/D转换模块连接信号处理模块，信号处理模块通过传感器插头连接电感测头，电源模块连接信号处理模块、A/D转换模块和CPU处理器。

为了进一步实现本发明的目的，所述的气路系统由一个进气阀、两个气动二联件、两个电磁阀及管路组成，气动二联件由调压阀和空气过滤器构成，两个电磁阀分别连接压紧气缸和加压气缸。

为了进一步实现本发明的目的，所述的工作台的中后部设有由定位叉、座组成的定位组件。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明用于检测汽车变速箱用双列圆锥滚子轴承轴向游隙值，通过控制变速箱轴承轴向游隙的精准度来保证该轴承的安全可靠性，从而保证汽车变速箱的高负荷、高效率要求，进而保证汽车行驶安全。其创新点及先进性主要体现在：

1、可实现平移上下被测轴承、自动压紧、自动加负荷、自动旋转、自动取值运算，由数显表显示轴向游隙值，气电结合完成。

2、测量时两组内组件无定心装置，可测得准确的轴向游隙值；

3、上负荷采用气缸式通过调压改变加荷力完成，下负荷通过实验确定重量采用杠杆砝码定量形式；即要克服下加荷力，又要考虑下内台下移时弹簧产生的力，因此，上下负荷的大小设置，是取得游隙值真值的关键；

4、下内台能可靠托起被测轴承，使用中被测轴承能顺畅进出。

5、采用精度高的电感技术进行项目软硬件的研制；

6、数显系统采用内置隔离DC/DC技术，保证仪器现场工作的稳定性，使系统不受外界的干扰影响。

7、采用CPU处理器作为测量仪的硬件核心，通过合理的程序设计，既保证了数据采集的实时性，有保证了数据处理传输的可靠。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明的气路原理图；

图4为本发明的电气操纵箱前面板示意图；

图5为本发明的电气操纵箱后面板示意图；

图6为本发明的电气操纵箱的电原理框图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

实施例：一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪(参见图1-图6)，它具有架体10，架体10由四个底角28支撑，架体10前面设有供开启的门26。

工作台9固定在架体10上，架体10内工作台9的下端中部设有下外台座27，下外台座27内装有下转轴21，下转轴21上套有弹簧37，下转轴21的上端连接下内台20，下内台20在弹簧力的作用下，应可靠复位；下转轴21下部连接皮带被动轮38，不影响下转轴21上下动作，其端部压有钢球40，作为加载的触点。

工作台9下端一侧通过挡板39连接调速电机2，调速电机2连接调整速度的控制器1，控制器1装在架体10左侧板上，调速电机2连接皮带主动轮43，皮带主动轮43通过皮带44连接皮带被动轮38，皮带44上设有涨紧组件35，涨紧组件35用来调整皮带的松紧。

负荷挂板32固定在下外台座27的右下方，上下可移动的下负荷架31联接在负荷挂板32上，负荷杆30由两个轴承、轴支承在下负荷架31上，负荷杆30的右端装有负荷29，下负荷架31下方装有限位螺钉，可限制负荷杆30转动的位置，当下转轴21被压下时，负荷杆30左端的小台上端与下转轴21的钢球40接触，负荷杆30左端的小台下端测量杠杆25的内端的触头接触，把位移传递给测量杠杆25。

测量挂板22固定在下外台座27的前下方，可上下移动的表夹24联接在测量挂板22上，表夹24连接电感测头23，测量杠杆25由两个轴承、轴支承在表夹24的下部，测量杠杆25的外端小台与装在表夹上的电感测头23接触，测量杠杆25的内端的触头与负荷杆30的小台下端接触，反映位移情况。

工作台9的上平面连接两个支架3，支架3上连接联板5，联板5上连接压紧气缸12，压紧气缸12两侧设有轴承套6，压紧气缸12活塞杆前端与固定在动板4上的门型架8联接，动板4的两侧设有导杆7，导杆7通过轴承套6固定在联板5上，门型架8内设有固定在动板4上的加压气缸13。动板4的下方设有上外台座16，上外台座16下端连接上外台17，上外台座16内设有上转轴15，上转轴15的下端设有上内台18，上转轴15的上端设有有触头可与加压气缸13活塞杆前端的小台接触。

架体10内前部的立板固定有气路系统参见图3，气路系统由一个进气阀36、两个气动二联件、两个电磁阀42及管路组成，气动二联件由调压阀33和空气过滤器构成，调压阀33可通过改变气压控制加压载荷的大小。两个电磁阀42分别连接压紧气缸12和加压气缸13。

由定位叉11、座组成的定位组件设在工作台9的中后部，可移动定位叉使被测轴承处于上、下内外压台的中心。

联板5的前部通过托板41连接电气操纵箱14，电气操纵箱14的后面板上设有电源插座14-1、电源开关14-2、融断丝管座14-3、接线插头14-4、传感器插头14-5。电气操纵箱14的前面板上设有操作按键14-6与指示灯、数值显示屏14-7，便于操作者平视读数。

电气操纵箱14内设有CPU处理器14-8，CPU处理器14-8分别连接控制模块14-11、A/D转换模块14-9、数值显示屏14-7及操作按键14-6，控制模块14-11分别连接电磁阀42和调速电机2，A/D转换模块14-9连接信号处理模块14-10，信号处理模块14-10通过传感器插头14-5连接电感测头23，电源模块14-12连接信号处理模块14-10、A/D转换模块14-9和CPU处理器14-8。使用时，电感测头23感知的传感信号经过信号处理模块14-10处理后经A/D转换模块14-9转换传输给CPU处理器14-8处理，并通过数值显示屏14-7显示。操作按键14-6将操作信号传给CPU处理器14-8处理后通过控制模块14-11控制调速电机2和电磁阀42工作，从而控制压紧气缸12和加压气缸13动作。

上电开机时默认为“自动”方式，按方式键可以改变工作方式。以下分叙各操作按键的功能：

方式键：选择测量仪的测量方式，有“方式”、“自动”、“手动”三种工作方式通过指示灯显示。转换工作方式应该在“夹紧”、“下加压”在原始位置，电机没有旋转时进行。测量仪启动时默认为“自动”方式，按方式键可顺序转换为“手动”、“方式”、“自动”。“手动”方式下可分别操作夹紧、旋转、下加压及校正、清零键。在”“方式”状态下，通过操作夹紧、旋转、下加压来设置自动运行时的动作顺序与时间。“自动”方式下通过按执行键来运行“方式”状态下设置的动作。

夹紧键：“自动”方式下夹紧键不起作用，“手动”跟“方式”下，按夹紧键改变夹紧的状态(由松开变夹紧或由夹紧变松开)，要在“下加压”(上加负荷)没有压下时才能执行，当“下加压”缸压下时此键不起作用。

旋转键：“自动”方式下此键不起作用，“手动”跟“方式”下，控制电机启动与停止，电机速度由调速器控制，测量仪在出厂时已调好速度.

下加压键：“自动”方式下此键不起作用，“手动”跟“方式”下，控制下加压气缸(上加负荷)的启动与复位。

校正键：在“手动”跟“方式”下，按校正键将显示测头的位置，当超出量程范围，显示-409(放松状态)或409(压入状态)。

清零键：在“手动”跟“方式”下，按清零键将测头当前位置设置为零点。当超出量程范围时将最小值(-409)或最大值(409)设置为零点。建议用户在使用时将最小值(-409)设置为零点(超出量程范围时将显示0或819)，以直观的监视测量过程中是否超出量程范围。

执行键：执行键只在“自动”状态下有效，“自动”状态下按执行键将执行“方式”状态下设置的动作。

复位键：当出现某些异常现象时按复位键使测量仪复位，使测量仪回到原始状态。“自动”方式下，当显示游隙值时按“复位键使测量仪显示测头值。“手动”跟“方式”时按复位键可转到“自动”方式。当按复位键不起作用时需要关断电。

工作时，压紧气缸12起动带动上外台17压紧圆锥滚子轴承外圈，在压紧轴承的外圈同时圆锥滚子轴承下内组件把浮动的下内台压下，触到下加压点完成下加负荷要求。电机转动通过下转轴21、下内台20带动圆锥滚子轴承内组件转动，当下内组件的滚子与滚道可靠接触时取多点值，并运算记忆平均值即采样取值(第一次)，加压气缸起动把上内台压下，使圆锥滚子轴承上内组件、隔圈、下内组件的端面接触，上内组件与下内组件同步转动，当上内组件的滚子与滚道可靠接触时取多点值，并运算记忆平均值即采样取值(第二次)，两值之差即轴向游隙由数显表显示。电机停止——上加压气缸、压紧气缸依次抬起——拖出被测轴承。

Claims (4)

1.一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，它具有架体(10)，架体(10)上设有工作台(9)，其特征在于架体(10)内工作台(9)的下端中部设有下外台座(27)，下外台座(27)内设有下转轴(21)，下转轴(21)上套有弹簧(37)，下转轴(21)的上端连接下内台(20)，下转轴(21)下部设有皮带被动轮(38)，下转轴(21)的端部压有钢球(40)，工作台(9)下部设有由控制器(1)控制的调速电机(2)，调速电机(2)连接皮带主动轮(43)，皮带主动轮(43)通过皮带(44)连接皮带被动轮(38)，皮带(44)上设有涨紧组件(35)，下外台座(27)连接负荷挂板(32)，负荷挂板(32)连接上下可移动的下负荷架(31)，下负荷架(31)通过轴承连接负荷杆(30)，负荷杆(30)连接负荷(29)，下负荷架(31)下设有限位螺钉，下外台座(27)连接测量挂板(22)，测量挂板(22)连接可上下移动的表夹(24)，表夹(24)连接电感测头(23)，表夹(24)通过轴承连接测量杠杆(25)，测量杠杆(25)的外端小台与电感测头(23)接触，测量杠杆(25)的内端的触头与负荷杆(30)的小台下端接触，工作台(9)通过支架(3)连接联板(5)，联板(5)上连接压紧气缸(12)，压紧气缸(12)两侧设有轴承套(6)，压紧气缸(12)活塞杆前端与固定在动板(4)上的门型架(8)联接，动板(4)的两侧设有导杆(7)，导杆(7)连接在联板(5)上，门型架(8)内设有固定在动板(4)上的加压气缸(13)，动板(4)的下方设有上外台座(16)，上外台座(16)下端连接上外台(17)，上外台座(16)内设有上转轴(15)，上转轴(15)的下端设有上内台(18)，上转轴(15)的上端设有触头可与加压气缸(13)活塞杆前端的小台接触，压紧气缸(12)和加压气缸(13)分别与架体(10)内的气路系统相连，联板(5)上连接电气操纵箱(14)，电气操纵箱(14)分别与气路系统、电感测头(23)、调速电机(2)相连。

2.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，其特征在于所述的电气操纵箱(14)的后面板上设有电源插座(14-1)、电源开关(14-2)、融断丝管座(14-3)、接线插头(14-4)、传感器插头(14-5)，电气操纵箱(14)的前面板上设有操作按键(14-6)与指示灯、数值显示屏(14-7)，电气操纵箱(14)内设有CPU处理器(14-8)，CPU处理器(14-8)分别连接控制模块(14-11)、A/D转换模块(14-9)、数值显示屏(14-7)及操作按键(14-6)，控制模块(14-11)分别连接电磁阀(42)和调速电机(2)，A/D转换模块(14-9)连接信号处理模块(14-10)，信号处理模块(14-10)通过传感器插头(14-5)连接电感测头(23)，电源模块(14-12)连接信号处理模块(14-10)、A/D转换模块(14-9)和CPU处理器(14-8)。

3.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，其特征在于所述的气路系统由一个进气阀(36)、两个气动二联件、两个电磁阀(42)及管路组成，气动二联件由调压阀(33)和空气过滤器构成，两个电磁阀(42)分别连接压紧气缸(12)和加压气缸(13)。

4.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱圆锥滚子轴承轴向游隙自动测量仪，其特征在于所述的工作台(9)的中后部设有由定位叉(11)、座组成的定位组件。

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