CN105058295B - 一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车部件技术领域，提供了一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，包括工装本体，工装本体包括外圈安装部、内圈安装部和弹簧，外圈安装部沿圆锥滚子轴承的中心轴线轴向运动安装于所述内圈安装部的外侧，并通过锁紧机构锁紧；弹簧的两端分别抵靠于内圈安装部与外圈安装部；圆锥滚子轴承的轴承内圈抵靠于内圈安装部远离弹簧的一端，轴承外圈安装于外圈安装部远离弹簧的一端。本发明通过弹簧在轴承外圈与轴承内圈之间产生所需的预紧力，进而测量预紧后的轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，即可确定需要的垫片厚度，不需要重复更换垫片，一次便可安装成功，装配工艺简单，节省工期，降低工作强度，进而提高装配效率。

Description

一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装

技术领域

本发明属于汽车装配技术领域，具体涉及一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装。

背景技术

圆锥滚子轴承在变速箱中普遍使用，其具有承载能力大，价格便宜等特点。根据其承载方式，在变速箱中圆锥滚子轴承一般采用面对面配置成对使用，装配时要求对圆锥滚子轴承轴向进行预紧，保证轴承在最佳状态工作，保证轴承寿命最长，转动质量最好，系统效率、NVH保持在最佳状态。

圆锥滚子轴承装配时，在圆锥滚子轴承的轴承外圈与轴承座孔底之间增加垫片，调整轴承外圈与轴承内圈之间所需的预紧力。通常通过人工多次更换不同厚度的垫片，测量其预紧力，直至圆锥滚子轴承的预紧力合适为止。这种方式一次垫片安装不合适，需要拆除后更换其它厚度的垫片，需要反复拆卸安装才能够完成最终的装配，实现预定的预紧力，若操作人员经验不足，需要的拆卸安装次数更多，增加操作负担，工艺繁琐，装配效率低；且这种预紧力的合适与否都是通过操作人员予以判断，受人为因素干扰太大，装配后的工件一致性差，很难保证每个轴承都能够处于最佳工作状态，缩短轴承使用寿命，影响整车的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，通过弹簧在轴承外圈与轴承内圈之间产生所需的预紧力，进而测量预紧后的轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，即可确定需要的垫片厚度，不需要重复更换垫片，一次便可安装成功，装配工艺简单，节省工期，降低工作强度，进而提高装配效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，包括工装本体，所述工装本体包括外圈安装部、内圈安装部和弹簧，所述外圈安装部沿圆锥滚子轴承的中心轴线轴向运动安装于所述内圈安装部的外侧，并通过锁紧机构锁紧；所述弹簧的两端分别抵靠于所述内圈安装部与所述外圈安装部；所述圆锥滚子轴承的轴承内圈抵靠于所述内圈安装部远离所述弹簧的一端，轴承外圈安装于所述外圈安装部远离所述弹簧的一端。

优选地，所述工装本体还包括推力杆，所述外圈安装部远离所述轴承外圈的一端设有通孔，所述推力杆穿入所述通孔、并沿所述中心轴线轴向运动安装于所述内圈安装部，并通过所述锁紧机构锁紧；所述弹簧的两端分别抵靠于所述推力杆与所述外圈安装部。

优选地，所述锁紧机构包括设于所述推力杆靠近所述内圈安装部的一端的第一螺纹孔，和设于所述内圈安装部靠近所述推力杆的一端的第一螺杆，所述第一螺杆螺接于所述第一螺纹孔。

优选地，所述轴承内圈插装有中心轴，所述中心轴远离所述轴承内圈的一端抵靠于所述内圈安装部远离所述第一螺杆的内圈端。

优选地，所述通孔为阶梯孔，所述推力杆为阶梯轴，所述阶梯孔的小端插入所述阶梯孔的小孔；所述弹簧的两端分别抵靠于所述阶梯轴的台阶面与所述阶梯孔的台阶面。

优选地，所述阶梯轴的大端直径大于所述阶梯孔的大孔直径，大端与大孔位于同侧，且置于大孔的外侧。

优选地，所述通孔远离所述弹簧的一端设有安装所述轴承外圈的套筒，所述套筒贴合所述轴承外圈的端面的一侧设有测量槽。

优选地，其特征在于，还包括安装所述工装本体的支撑座，所述支撑座设有第二螺纹孔，所述推力杆远离所述通孔的一端螺接于所述第二螺纹孔。

优选地，所述支撑座包括底板、与所述底板相对的顶板和支撑杆，所述底板的一端与所述顶板的同侧端通过立板连接；所述顶板的另一端设有垂直于所述底板的导向孔；所述支撑杆一端沿垂直于所述底板的轴线轴向运动安装于所述底板，另一端设有台阶，且插装于所述导向孔；所述顶板搭接于所述台阶；所述第二螺纹孔设于所述顶板。

优选地，所述工装本体设有两套，所述第二螺纹孔设有两个，每套所述工装本体通过各自的推力杆安装于对应的所述第二螺纹孔。

本发明的有益效果在于：

本发明设计安装轴承内圈的内圈安装部与安装轴承外圈的外圈安装部，并于内圈安装部与外圈安装部之间设有弹簧，通过外圈安装部相对内圈安装部的轴向运动压缩弹簧，在轴承内圈与轴承外圈之间产生预紧力，通过测量预紧后的轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，即可确定需要的垫片厚度，不需要重复更换垫片，一次便可安装成功，装配工艺简单，节省工期，降低工作强度，进而提高装配效率；且由于预先设定的预紧力可以通过轴向运动的距离控制，能够减少人为因素的影响，保证装配的一致性，使每个轴承都能够处于最佳工作状态，延长轴承使用寿命，提高整车的NVH性能。

附图说明

图1是本发明所提供的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明所提供的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装一种具体实施方式的局部剖视图；

图3是本发明所提供的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装一种具体实施方式检测状态的示意图；。

附图标记：

在图1-图3中：

1、推力杆，2、扳手，3、弹簧，4、外圈安装部，5、套筒，6、测量槽，7、立板，8、定位销，9、底板，10、支撑杆，11、导向孔，12、顶板，13、内圈安装部，14、中心轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1-图3，在一种具体实施方式中，本发明所提供的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，包括工装本体，工装本体包括外圈安装部4、内圈安装部13和弹簧3，外圈安装部4沿圆锥滚子轴承的中心轴线轴向运动安装于内圈安装部13的外侧，并通过锁紧机构锁紧；弹簧3的两端分别抵靠于内圈安装部13与外圈安装部4；圆锥滚子轴承的轴承内圈抵靠于内圈安装部13远离弹簧3的一端，轴承外圈安装于外圈安装部远离弹簧3的一端。

上述实施例设计安装轴承内圈的内圈安装部13与安装轴承外圈的外圈安装部4，并于内圈安装部13与外圈安装部4之间设有弹簧3，通过外圈安装部4相对内圈安装部13的轴向运动压缩弹簧3，在轴承内圈与轴承外圈之间产生预紧力，通过测量预紧后的轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，即可确定需要的垫片厚度，不需要重复更换垫片，一次便可安装成功，装配工艺简单，节省工期，降低工作强度，进而提高装配效率；且由于预先设定的预紧力可以通过轴向运动的距离控制，能够减少人为因素的影响，保证装配的一致性，使每个轴承都能够处于最佳工作状态，延长轴承使用寿命，提高整车的NVH性能。

工装本体还包括推力杆1，外圈安装部4远离轴承外圈的一端设有通孔，推力杆1穿入通孔、并沿中心轴线轴向运动安装于内圈安装部13，并通过锁紧机构锁紧；弹簧3的两端分别抵靠于推力杆1与外圈安装部4。通过增加推力杆1实现外圈安装部4与内圈安装部13之间的过渡，推力杆1轴向运动，使弹簧3压缩，同时推动外圈安装部4轴向运动，能够方便操作。

锁紧机构包括设于推力杆1靠近内圈安装部13的一端的第一螺纹孔，和设于内圈安装部13靠近推力杆1的一端的第一螺杆，第一螺杆螺接于第一螺纹孔。该结构推力杆1沿中心轴线螺旋运动，并且能够通过螺纹方式实现锁紧，结构简单，方便加工和装配。

锁紧机构也可以为同时穿过推力杆1与内圈安装部13的销钉或者顶丝。

推力杆1也可以沿中心轴线滑动安装于内圈安装部13，通过上述销钉或者顶丝锁紧。

轴承内圈插装有中心轴14，中心轴14远离轴承内圈的一端抵靠于内圈安装部13远离第一螺杆的内圈端。通过中心轴14实现轴承内圈与内圈安装部13的抵靠，缩短内圈安装部13的长度，便于加工和装配、检测，防止与周边零件的干涉。内圈端也可以直接抵靠于轴承内圈，但由于轴承内圈周边安装有其它零件，易造成干涉。

内圈端设有内圈定位杆；中心轴14远离轴承内圈的一端设有与内圈定位杆相适配的中心孔，内圈定位杆插装于中心轴14的中心孔。通过定位杆与定位孔的配合，能够提高内圈安装部13与中心轴14的同轴度，进而防止预紧力偏心，保证选垫的准确性。当然内圈端也可以直接抵靠于中心轴14。

通孔为阶梯孔，推力杆1为阶梯轴，阶梯孔的小端插入阶梯孔的小孔；弹簧3的两端分别抵靠于阶梯轴的台阶面与阶梯孔的台阶面。通过阶梯孔与阶梯轴实现弹簧3的安装，结构简单，便于加工。

阶梯轴的大端直径大于所述阶梯孔的大孔直径，大端与大孔位于同侧，且置于大孔的外侧。该结构使大端置于阶梯孔靠近大孔的一侧，当弹簧3压缩时，大端抵靠于内圈安装部13靠近大孔的端面，起到限位作用。其中，通过预紧力可以设置弹簧3自由状态时大端与内圈安装部13靠近大孔的端面的尺寸，使该尺寸等于要求的弹簧3压缩长度。

也可以大端的直径小于或者等于大孔的直径，小端插入的小孔，大端插入大孔，弹簧3置于阶梯孔的阶梯面与阶梯轴的阶梯面。

优选地，弹簧3套装于小端外壁。防止弹簧3的晃动，保证要求的预紧力的准确度和方向性。也可以弹簧3置于小端外周，此时为了使预紧力均匀，可以沿小端的周向均匀分布至少三个弹簧3。

通孔远离弹簧的一端设有安装轴承外圈的套筒5，套筒5贴合轴承外圈的端面的一侧设有测量槽6。以方便检测。

测量槽6可以设置一个、两个或者更多个，优选设置三个，且沿轴承外圈的周向均匀分布，以测量不同部位的数据后，求平均值，提高检测的准确度。

推力杆1远离弹簧3的一端设有六棱柱结构，六棱柱结构可以连接有扳手2，通过扳手2实现推力杆1的移动，方便操作。

圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装还包括安装工装本体的支撑座，支撑座设有第二螺纹孔，推力杆1远离通孔的一端螺接于第二螺纹孔。通过增加支撑座能够方便装配和预紧力的施加。

支撑座包括底板9、与底板9相对的顶板12和支撑杆10，底板9的一端与顶板12的同侧端通过立板7连接；顶板12的另一端设有垂直于底板9的导向孔11；支撑杆10一端沿垂直于底板9的轴线轴向运动安装于底板9，另一端设有台阶，且插装于导向孔11；顶板12搭接于台阶；第二螺纹孔设于顶板12。该结构能够通过螺旋升降支撑杆10调整顶板12，使其与底板9平行，第二螺纹孔与底板9垂直，而圆锥滚子轴承的端面与底板9平行，进而保证预紧力的方向，提高垫片选择的准确度。

底板9靠近顶板12的一侧设有定位销8，以更好地安装轴承座。

推力杆1的第二螺纹可以设有沿其轴线的标记，以方便施加所需的预紧力。

工装本体设有两套，第二螺纹孔设有两个，每套工装本体通过各自的推力杆1安装于对应的第二螺纹孔。该结构能够同时实现两套圆锥滚子轴承的预紧，提高装配的方便性。

具体地，两套工装本体中，外圈安装部4沿中心轴线的长度可以不同，根据具体使用要求设计。

上述实施例实施时，以变速箱壳体中圆锥滚子轴承的垫片选择。如图3所示，两套工装本体的外圈安装部4沿中心轴线的长度不同，较长的一者为高档安装部，另一者为低档安装部；两套圆锥滚子轴承的中心轴14分别为低档轴和高档轴，两个轴承外圈分别过盈装配于相应的套筒5。将变速箱预装完毕的离合器壳体通过定位销8安装于底板9，分别将低档安装部套入低档轴，高档安装部套入高档轴，直至轴承外圈与对应的安装在中心轴14的轴承内圈(即轴承滚子)贴合；将两个弹簧3分别置于低档安装部的大孔与高档安装部的大孔，将两个推力杆1分别旋入相应的第二螺纹孔，直至两个定位杆分别插入低档轴的中心孔和高档轴的中心孔。

按照上述组装方法组装完毕，两个圆锥滚子轴承的测量选垫方法相同，下面以低档轴为例说明操作方式。人工旋转扳手2，使推力杆1向底板9的方向移动，直至弹簧3的压缩量为预设值，此时推力杆1的大端正好贴合于外圈安装部4，与此同时，第一螺杆沿中心轴线向顶板12的方向移动预设值。其中，预设值为预先设定的弹簧3压缩量，即弹簧3压缩预设值时，轴承内圈与轴承外圈的预紧力为需要值。从而保证了选垫工位时的轴向预压力。

施力过程完成后，测量所需垫片的厚度。将数显高度尺底座置于离合器壳体的连接面，测头插入测量槽6，使测头平面平稳接触轴承外圈靠近轴承座的一面，读数并记录第一测量值。转动低档轴，采用同样方法，分别通过三个不同的测量槽6测得三个第一测量值，最终的第一测量值取三者的平均值。再测量连接面至轴承座孔底面之间的垂直距离H1，测量三次记录，取平均值作为第二测量值。第一测量值与第二测量值的差值即为所需垫片的厚度。

本发明的另一个实施例，仅包括轴承内圈13与轴承外圈4，弹簧3也可以直接安装于外圈安装部4与内圈安装部13之间，如外圈安装部4远离轴承外圈的一端设置第一台阶，弹簧3的两端分别直接连接于第一台阶和内圈安装部13远离轴承内圈的一端的端面。或者外圈安装部4为阶梯孔，内圈安装部13为阶梯轴，阶梯轴的小端插入阶梯孔的小孔，阶梯轴的大端插入阶梯孔的大孔，弹簧3置于阶梯孔的阶梯面与阶梯轴的阶梯面。当然，在该实施例中，弹簧3也可以套装于小端的外壁，且两端分别抵靠于阶梯孔的阶梯面与阶梯轴的阶梯面。

轴承外圈4相对于轴承内圈13可以直接滑动安装，通过顶丝或者销钉的方式实现锁紧；也可以轴承外圈4相对于轴承内圈13可以直接螺旋运动安装，通过螺纹直接锁紧。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (10)

1.一种圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，包括工装本体，所述工装本体包括外圈安装部、内圈安装部和弹簧，所述外圈安装部沿圆锥滚子轴承的中心轴线轴向运动安装于所述内圈安装部的外侧，并通过锁紧机构锁紧；所述弹簧的两端分别抵靠于所述内圈安装部与所述外圈安装部；所述圆锥滚子轴承的轴承内圈抵靠于所述内圈安装部远离所述弹簧的一端，轴承外圈安装于所述外圈安装部远离所述弹簧的一端。

2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述工装本体还包括推力杆，所述外圈安装部远离所述轴承外圈的一端设有通孔，所述推力杆穿入所述通孔、并沿所述中心轴线轴向运动安装于所述内圈安装部，并通过所述锁紧机构锁紧；所述弹簧的两端分别抵靠于所述推力杆与所述外圈安装部。

3.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述锁紧机构包括设于所述推力杆靠近所述内圈安装部的一端的第一螺纹孔，和设于所述内圈安装部靠近所述推力杆的一端的第一螺杆，所述第一螺杆螺接于所述第一螺纹孔。

4.根据权利要求3所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述轴承内圈插装有中心轴，所述中心轴远离所述轴承内圈的一端抵靠于所述内圈安装部远离所述第一螺杆的内圈端。

5.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述通孔为阶梯孔，所述推力杆为阶梯轴，所述阶梯孔的小端插入所述阶梯孔的小孔；所述弹簧的两端分别抵靠于所述阶梯轴的台阶面与所述阶梯孔的台阶面。

6.根据权利要求5所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述阶梯轴的大端直径大于所述阶梯孔的大孔直径，大端与大孔位于同侧，且置于大孔的外侧。

7.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述通孔远离所述弹簧的一端设有安装所述轴承外圈的套筒，所述套筒贴合所述轴承外圈的端面的一侧设有测量槽。

8.根据权利要求2-7任一项所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，还包括安装所述工装本体的支撑座，所述支撑座设有第二螺纹孔，所述推力杆远离所述通孔的一端螺接于所述第二螺纹孔。

9.根据权利要求8所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述支撑座包括底板、与所述底板相对的顶板和支撑杆，所述底板的一端与所述顶板的同侧端通过立板连接；所述顶板的另一端设有垂直于所述底板的导向孔；所述支撑杆一端沿垂直于所述底板的轴线轴向运动安装于所述底板，另一端设有台阶，且插装于所述导向孔；所述顶板搭接于所述台阶；所述第二螺纹孔设于所述顶板。

10.根据权利要求8所述的圆锥滚子轴承装配过程预紧选垫工装，其特征在于，所述工装本体设有两套，所述第二螺纹孔设有两个，每套所述工装本体通过各自的推力杆安装于对应的所述第二螺纹孔。