CN103994176B

CN103994176B - 汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺及其法兰组件

Info

Publication number: CN103994176B
Application number: CN201410227968.8A
Authority: CN
Inventors: 石华伟
Original assignee: Sibote Bearing Technology R & D Co Ltd Shanghai; C&U Group Ltd
Current assignee: Shanghai Renben Group Bearing Technology R & D Co ltd; Shanghai C&U Group Co Ltd
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: CN103994176A

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺，其通过将内法兰实际参数输入到三维软件中，从软件中寻找到偏心点，并在三维软件中的内法兰上开设平衡缺口来达到动静平衡，并将平衡缺口的参数输出运用在实际内法兰的设计上，实现汽车轮毂轴承的动静平衡；本发明还公开了上述汽车轮毂轴承法兰组件，包括内法兰，内法兰上设有与固定孔对应的非圆周均匀分布的定位孔，内法兰上还设有圆周均匀分布的安装孔，内法兰上的重心点与内法兰的旋转中心点之间存在偏心距，内法兰上开设有平衡通槽，内法兰的重心点与内法兰的旋转中心点连线形成的射线构成平衡通槽的对称轴。本发明解决了内法兰因开设不均匀通孔而造成的分布平衡问题。

Description

汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺及其法兰组件

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，尤其是一种汽车轮毂法兰组件。

背景技术

汽车轮毂轴承一般包括固定外法兰、内圈、钢球、保持架和旋转内法兰，内圈套设在旋转内法兰上，且钢球通过保持架位于内圈与固定外法兰之间。外法兰上设有固定孔，轮毂轴承通过螺栓与固定孔配合固定在汽车车架上，内法兰上设有安装孔，安装孔中设有螺栓，内法兰通过螺栓安装在汽车车轮上，内法兰上还需开设与外法兰的固定孔位置对应的定位孔，才能安装上述外法兰的固定螺栓。而当外法兰上的固定孔呈圆周均匀分布时，设在内法兰上的定位孔也为圆周均匀分布，由于内法兰的安装孔都是圆周均匀分布的，当其定位孔也呈圆周均匀分布时，则内法兰分布平衡，即其重心与法兰圆盘的中心重合；而当外法兰上的固定孔非圆周均匀分布时，则设在内法兰上的定位孔也非圆周均匀分布，则会造成内法兰分布不平衡，即内法兰重心与内法兰的中心出现偏心距，影响轴承的平衡性能。

发明内容

目的一：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺，该调节工艺可以制得具有良好的平衡性能的内法兰，且该方法可以大大减少在调节过程中产生的成本费用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）查得设计规范允许的最大不平衡力矩M1；（2）对内法兰进行实体参数的测量：实体参数包括内法兰密度、内法兰外圆直径及厚度、内法兰上不均布安装孔的尺寸大小以及安装孔与内法兰旋转中心的相对位置关系；（3）将测得的实体参数输入三维软件，获得与实体形状相同的内法兰图像；（4）通过三维软件测得内法兰图像的旋转中心的坐标点位置、重心的坐标点位置及重心质量W₀；（5）比较步骤（4）中的旋转中心坐标点以及重心的坐标点的偏差，得到偏心距e₀，利用公式e=M1/W₀计算得到“要求偏心量最大值e”；（6）当偏心距e₀的绝对值大于“要求偏心量最大值e”时，在内法兰图像的边缘处较重侧开设缺口，该缺口以旋转中心和重心的连接射线为对称轴；（7）通过三维软件对步骤（6）中开设缺口后的内法兰图像进行测量旋转中心坐标点和重心的坐标点，并对两者进行比较获得新的偏心距e₁；（8）根据开设缺口后测得的偏心距e₁的大小，对内法兰边缘的缺口R大小或距离t进行不断调整，直至偏心距e_n小于“要求偏心量最大值e”；（9）通过三维软件测得步骤（8）中缺口的参数，并按照测得的缺口的参数在实体内法兰上进行开设平衡缺口。

上述结构中，根据GBT9239.1-2006《机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验》，查得或客户要求的最大不平衡力矩M1，而三维软件可以采用solidworks、UG、ProE等软件，在三维软件中建立三维坐标系时，以内法兰的旋转中心点为原点，便于比较偏心距。通过在三维软件中不断调整内法兰边缘的缺口的大小，直到调整偏心距小于“要求偏心量最大值”（是指可以允许的最大偏心量）时，再将该弧形缺口的开口大小、半径大小、厚度以及深度等参数测量出来，再在实体内法兰上较重侧（即在旋转中心与重心点连接射线的方向上）按照上述测量的参数数据进行开口，这样可以省掉因在实体上开缺口不当而造成的内法兰失效所产生的成本费用。

目的二：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种平衡性能好的汽车轮毂轴承法兰组件。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车轮毂轴承法兰组件，包括外法兰和内法兰，外法兰上设有非圆周均匀分布的固定孔，内法兰上设有与固定孔对应的非圆周均匀分布的定位孔，内法兰上还设有圆周均匀分布的安装孔，内法兰上的重心点与内法兰的旋转中心点之间存在偏心距，其特征在于：所述内法兰上开设有平衡通槽，所述内法兰的重心点与内法兰的旋转中心点连线形成的射线构成平衡通槽的对称轴。

上述结构中，由于内法兰上的定位孔非圆周均布，会造成内法兰的重量分布不均，从而影响内法兰的旋转性能，故在内法兰偏重的一侧开设平衡通槽，减轻其偏重一侧的重量，达到轴承的动静平衡。

作为本发明的进一步设置，所述内法兰的重心点与内法兰的旋转中心点连线形成的射线与内法兰边缘相交处开设有弧形缺口，所述弧形缺口以所述射线为轴左右对称。

上述结构中，平衡通槽可以设置在内法兰偏重一侧的盘体上，也可以设置在内法兰的边缘处，上述弧形缺口构成平衡缺口，对内法兰起到平衡重量的作用，将该平衡缺口设置在边缘处，便于内法兰的加工制造。

作为本发明的进一步设置，所述弧形缺口的半径R、弧形缺口的深度t，与偏心距e之间的关系。

上述结构中，根据偏心距e的大小，调整弧形缺口的半径以及弧形缺口的深度来使偏心距e接近零，达到内法兰动静平衡。

采用上述方案，上述内法兰的静平衡只要在径向一个面能平衡，而动平衡则是指要求两个径向平面内都要平衡，即轴向也要平衡。对于高速旋转的零件要求动平衡，静平衡是动平衡基础，实现动静平衡，就能保证车轮平稳运转，无振动。故上述内法兰的偏心距接近零，达到了动静平衡性能，其既保证了轴承寿命，也提高了乘客的舒适性。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例轮毂轴承结构剖视图；

附图2为本发明具体实施例法兰组件结构示意图；

附图3为本发明具体实施例内法兰结构示意图；

附图4为本发明具体实施例内法兰结构主视图。

具体实施方式

本发明的具体实施例是汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺，包括以下步骤：（1）根据GBT9239.1-2006《机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验》，查得设计允许的最大不平衡力矩M1=300g.mm；（2）对内法兰进行实体参数的测量：内法兰密度为7.8*10^-3g/mm³、内法兰外圆直径为Φ152mm及厚度为5mm。内法兰上不均布安装孔有4个，安装孔的直径为Φ24mm以及安装孔与内法兰旋转中心的相对位置关系分别为，将旋转中心定义为（0,0,0）4个安装孔的坐标点分别（-13.5，22.2，48.1）；（-13.5，22.2，-48.1）（-13.5，-38.6，36.3）（-13.5，-38.6，-36.3），（3）将测得的实体参数输入solidworks三维软件，获得与实体形状相同的内法兰图像如图3-4所示；（4）通过solidworks三维软件测得内法兰重心的坐标点位置为（-29.8290，0.3539，-0.0001），及重心质量W₀=1709.556g；（5）比较步骤（4）中的旋转中心坐标点以及重心的坐标点的偏差，得到偏心距e₀=0.3539mm，利用公式e=M1/W₀计算得到“要求偏心量最大值e”=0.1755mm；（6）上述偏心距e₀的绝对值大于“要求偏心量最大值e”，即“要求偏心量最大值e”=0.1755mm,实际偏心量|e₀|=|0.3539|=0.3539mm，在内法兰图像的边缘处较重侧开设缺口，该缺口以旋转中心和重心的连接射线为对称轴；（7）通过solidworks三维软件对步骤（6）中开设缺口后的内法兰图像进行测量重心的坐标点（-29.9368，-0.1840，-0.0001），并对旋转中心与重心的坐标点进行比较获得新的偏心距e₁=-0.1840；（8）根据开设缺口后测得的偏心距e₁的大小，测得内法兰边缘的缺口R为15mm，距离t为15mm，首先对R保持R=15mm(也可调整R值，比如R=20mm)，继续对t进行调整呈10mm，此时测得偏心距为e₁=0.0372该e₁小于“要求偏心量最大值e”=0.1755mm，此时已经合格，但仍可精细调整t=10.9mm，得到e₁=-0.0005，接近0；（9）通过solidworks三维软件导出步骤（8）中缺口的参数即缺口的半径为R=15mm，深度t为10.9mm，并按照测得的缺口的参数在实体内法兰上进行开设平衡缺口。由上述制得的内法兰如图3-4所示。

如图1-4所示是汽车轮毂轴承，其包括内圈2、保持架5、钢球组件4和法兰组件，法兰组件包括外法兰1和内法兰6，内法兰6套设在外法兰1中，内圈2套设在内法兰6伸入外法兰1中的一端，保持架5安装在外法兰1与内圈2之间，钢球组件4通过保持架5安装在外法兰1和内圈2之间，外法兰1与内圈2之间还设有密封圈3；上述外法兰1上设有非圆周均匀分布的固定孔11，内法兰6上设有与固定孔11对应的非圆周均匀分布的定位孔62，内法兰6上还设有圆周均匀分布的安装孔63，内法兰6的重心点A₁与内法兰6的旋转中心点A₀之间存在偏心距e，内法兰6上开设有平衡通槽，内法兰6的重心点A₁与内法兰6的旋转中心点A₀连线形成的射线构成平衡通槽的对称轴。由于内法兰6上的定位孔62非圆周均布，会造成内法兰6的重量分布不均，从而影响内法兰6的旋转性能，故在内法兰6偏重的一侧开设平衡通槽，减轻其偏重一侧的重量，达到轴承的动静平衡。

上述内法兰6的重心点A₁与内法兰6的旋转中心点A₀连线形成射线，该射线与内法兰6边缘相交处开设有弧形缺口61，弧形缺口61以射线为轴左右对称。平衡通槽可以设置在内法兰6偏重一侧的盘体上，也可以设置在内法兰6的边缘处，上述弧形缺口61构成平衡缺口，对内法兰6起到平衡重量的作用，将该平衡缺口61设置在边缘处，便于内法兰6的加工制造。

上述弧形缺口61的半径R、弧形缺口61的深度t，与偏心距e之间的关系。

上述结构中，根据偏心距e的大小，调整弧形缺口61的半径R以及弧形缺口61的深度t来使偏心距e接近零，达到内法兰6动静平衡。

Claims

1.一种汽车轮毂轴承内法兰动静平衡的调节工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）查得设计规范允许的最大不平衡力矩M1；（2）对内法兰进行实体参数的测量：实体参数包括内法兰密度、内法兰外圆直径及厚度、内法兰上不均布安装孔的尺寸大小以及安装孔与内法兰旋转中心的相对位置关系；（3）将测得的实体参数输入三维软件，获得与实体形状相同的内法兰图像；（4）通过三维软件测得内法兰图像的旋转中心的坐标点位置、重心的坐标点位置及重心质量W₀；（5）比较步骤（4）中的旋转中心坐标点以及重心的坐标点的偏差，得到偏心距e₀，利用公式e=M1/W₀计算得到“要求偏心量最大值e”；（6）当偏心距e₀的绝对值大于“要求偏心量最大值e”时，在内法兰图像的边缘处较重侧开设缺口，该缺口以旋转中心和重心的连接射线为对称轴；（7）通过三维软件对步骤（6）中开设缺口后的内法兰图像进行测量旋转中心坐标点和重心的坐标点，并对两者进行比较获得新的偏心距e₁；（8）根据开设缺口后测得的偏心距e₁的大小，对内法兰边缘的缺口R大小或距离t进行不断调整，直至偏心距e_n小于“要求偏心量最大值e”；（9）通过三维软件测得步骤（8）中缺口的参数，并按照测得的缺口的参数在实体内法兰上进行开设平衡缺口。

2.一种根据权利要求1制造的汽车轮毂轴承法兰组件，其特征在于：包括内法兰，内法兰上设有与外法兰的固定孔对应的非圆周均匀分布的定位孔，内法兰上还设有圆周均匀分布的安装孔，内法兰上的重心点与内法兰的旋转中心点之间存在偏心距，其特征在于：所述内法兰上开设有平衡通槽，所述内法兰的重心点与内法兰的旋转中心点连线形成的射线构成平衡通槽的对称轴。

3.根据权利要求2所述的汽车轮毂轴承法兰组件，其特征在于：所述内法兰的重心点与内法兰的旋转中心点连线形成的射线与内法兰边缘相交处开设有弧形缺口，所述弧形缺口以所述射线为轴左右对称。