CN105203064B - 轮毂单元负游隙检测设备 - Google Patents

Abstract

一种轮毂单元负游隙检测设备，包括个正游隙检测装置和内圈再压入装置，正游隙检测装置包括正游隙主架、游隙测量夹紧机构、正游隙主轴测量机构、测量升降机构和工件顶升机构，内圈再压入装置包括内圈主架、上部测量机构和下部顶升机构。该设备采用位移传感器测量内圈的下降位移量，得到轮毂单元的负游隙值，在正游隙检测装置的工位，内圈不压装到位，通过上下移动法兰盘和内圈测量正游隙值，在内圈再压入装置的工位，控制一定的压力，将内圈压装到位后，检测内圈压入到位的位移变化量，根据正游隙值得出轮毂单元的负游隙值。该设备自动化程度高，测量精度高，实现了轮毂单元的负游隙值检测，保证了轮毂单元的质量，提高了机动车辆安全性能。

Description

轮毂单元负游隙检测设备

技术领域

本发明涉及一种于检测轮毂单元装配完成后检测其负游隙值的设备，属于轮毂单元检测技术领域。

背景技术

轮毂单元装配质量的检测是机动车辆安全性能检测的重要组成部分。负游隙值直接影响了轮毂单元的使用寿命，当负游隙值不够时，轮毂轴承在受载状态下容易松旷形成振动；当负游隙值过大时，滚道的接触应力过大而产生早期疲劳；同时合理的游隙值也决定着轮毂单元装配质量的好坏。

目前负游隙的检测是采用检测卸载力的方式间接反映负游隙值。对轮毂单元在外圈上逐渐施加一个轴向压力，在该压力的作用下，内侧钢球原始受压状态下的弹性变形逐渐减小，在施加压力的同时，拨叉不断拨动钢球。当在一定的扭矩下刚好能够拨动钢球时，认为内侧钢球处于预紧与松弛的临界状态，此时的轴向压力为工件的卸载力。

这种检测负游隙值的方式间接反映游隙值，不直观。重复性不好，同一件重复测试偏差较大，并不能真实的反应游隙值，尤其是直接拨钢球的产品。并且拨钢球产品拨叉对钢球有划伤的可能，这就影响了轮毂单元的装配质量，同时给车辆的安全性能带来极大的隐患。

发明内容

本发明针对现有轮毂单元负游隙检测技术存在的问题，提供一种操作简单、自动化程度高、测量指标精确的轮毂单元负游隙检测设备。

本发明的轮毂单元负游隙检测设备，采用以下技术方案：

该设备，包括个正游隙检测装置和内圈再压入装置，两个装置通过工件输送线连接；正游隙检测装置包括正游隙主架、游隙测量夹紧机构、正游隙主轴测量机构、测量升降机构和工件顶升机构，正游隙主架上安装有正游隙上工装板，正游隙上工装板的上部设置有正游隙主轴测量机构和测量升降机构，正游隙上工装板的底部设置有游隙测量夹紧机构，游隙测量夹紧机构与测量升降机构连接，工件顶升机构设置在主架上；内圈再压入装置包括内圈主架、上部测量机构和下部顶升机构，上部测量机构设置在内圈主架的上部，下部顶升机构设置在内圈主架的下部。

所述正游隙主轴测量机构包括正游隙主轴、正游隙位移传感器和正游隙上工装，正游隙主轴安装在正游隙上工装板上，正游隙主轴的上部设置有正游隙位移传感器，正游隙位移传感器安装到正游隙夹紧块安装座上，正游隙主轴的下部安装有正游隙上工装。

所述游隙测量夹紧机构由正游隙夹板安装板和夹紧气缸，夹紧气缸安装在正游隙夹板安装板上，正游隙夹板安装板连接在正游隙主架上，正游隙夹板安装板上设置有圆孔。当工件由下部顶升机构顶升至该圆孔处，夹紧气缸前进并夹紧工件，使工件固定。

所述测量升降机构包括正游隙小气缸，正游隙小气缸安装在正游隙小气缸安装板上，正游隙小气缸安装板设置在正游隙上工装板上，正游隙小气缸与立柱安装板连接。立柱安装板与正游隙夹板安装板连接。正游隙夹紧机构夹紧工件后，正游隙小气缸启动，带动工件升降。

所述工件顶升机构包括游隙测量工件顶升气缸和正游隙滑板，正游隙滑板上安装有旋转机构和正游隙顶升机构，游隙测量工件顶升气缸安装在正游隙主架上，并与正游隙滑板连接，正游隙滑板通过滑块安装在正游隙主架上的滑轨上。所述旋转机构包括电机、顶轴，电机和顶轴之间连接有传动机构，顶轴安装在正游隙滑板上，电机固定在正游隙滑板上，顶轴的上部安装有下压头座，顶轴下部与正游隙顶升机构连接。所述正游隙顶升机构采用正游隙顶紧气缸，正游隙顶紧气缸安装在正游隙滑板上。

所述上部测量机构包括内圈再压入气缸，内圈再压入气缸安装在正游隙主架上部，内圈再压入气缸上连接有压力传感器固定套，压力传感器固定套内部安装有压力传感器，压力传感器固定套的另一端连接在内圈再压入滑块上，内圈再压入滑块的底部通过导向套设置有位移传感器。

所述下部顶升机构包括内圈再压入升降气缸和垫块气缸，两个气缸均安装在正游隙主架下部，内圈再压入升降气缸上连接有顶头，顶头位于再压入下部垫块的下方，再压入下部垫块安装在再压入下部升降板上，再压入下部升降板的上部安装有下工装支撑座；垫块气缸上安装有再压入气缸垫块。当再压入升降气缸将工件顶起时，垫块气缸将再压入气缸垫块推至再压入下部垫块的下方，起到支撑保护工件的作用。

本发明采用位移传感器测量内圈的下降位移量，得到轮毂单元的负游隙值。在测试过程中，输送线将工件运送到正游隙检测装置的工位，在该工位内圈不压装到位，通过上下移动法兰盘和内圈测量正游隙值；正游隙检测装置工位测试合格的工件，再通过输送线输送到内圈再压入装置工位；在内圈再压入装置的工位，控制一定的压力，将内圈压装到位后，检测内圈压入到位的位移变化量，根据正游隙值得出轮毂单元的负游隙值。在内圈再压入工位检测完成后，输送工件至下一个工位。

本发明自动化程度高，测量精度高，实现了轮毂单元的负游隙值检测，筛选出合格工件，保证了轮毂单元的质量，提高了机动车辆安全性能。

附图说明

图1是本发明负游隙检测设备的整体结构示意图。

图2是本发明正游隙检测装置的结构示意图。

图3是本发明正游隙检测装置的下部结构侧视图。

图4是本发明中内圈再压入工位结构的示意图。

图5是内圈再压入工位的下部结构后视图。

其中：1、计算机柜，2、输送线，3、三联体，4、减震垫脚，5、计算机显示屏，6、PLC(可编程控制器)电气柜，7、报警三色灯，8、四立柱安装板，9、正游隙小气缸安装板，10、正游隙位移传感器，11、正游隙主轴，12、轴套，13、正游隙上工装板，14、第一夹紧气缸，15、正游隙夹板安装板，16、主动轮，17、正游隙伺服电机，18、正游隙顶紧气缸，19、正游隙滑板，20、同步带，21、从动轮，22、正游隙下端轴承座，23、游隙测量工件顶升气缸，24、第二夹紧气缸，25、上工装防落销，26、正游隙夹紧块安装座，27、护套夹紧块，28、正游隙小气缸，29、正游隙下压头，30、滑轨，31、正游隙固定角板，32、正游隙顶升连接板，33、滑块，34、内圈再压入气缸，35、上板，36、导向立柱，37、压力传感器固定套，38、内圈再压入滑块，39、导向套，40、立板，41、下工装支撑座，42、再压入下部升降板，43、再压入下部垫块，44、再压入气缸垫块，45、下板，46、再压入升降气缸，47、顶头，48、垫块气缸，49、正游隙台板。

具体实施方式

本发明的轮毂单元负游隙检测设备主要检测轮毂单元的内圈压装后的轴承的负游隙值。本发明分为两个装置，一个正游隙检测装置，一个内圈再压入装置，两个装置均采用框架式结构。如图1所示，各装置的主架由工业型材构建，主架上的门安装有有机玻璃，在门关闭时可观察设备运行状态，起到防护作用。主架门窗上端设置有安全防护装置，该装置采用电子门锁。除了在等待状态和结束工作状态外，电子门锁都处于保护状态。这时，如果有人打开设备门窗，设备都会紧急停止，报警以保护人身和设备安全。由于电子门锁引起的停机状态，必须进行人工复位后，设备从该工位起点重新工作。在两个装置的主架上用于放置工件的位置装有工件有无识别装置，该装置采用反射式光电开关，用于识别工件的有无，用于自控系统的互锁。当设备上没有工件时，操作启动开关是无效的。输送线2从两工位内部穿过，输送线2将工件由托盘运送至各个工位。正游隙检测工位的正游隙主架右侧安装有给气动元件提供气源的三联体3。内圈再压入工位的内圈主架上部设置有报警三色灯7，当在设备运行过程中出现故障时，报警三色灯报警提示操作人员；内圈主架的右侧安装有PLC电气机柜6，PLC电气机柜6主要包括触摸屏和电气按钮，是设备的电气控制系统；内圈主架的左侧安装有计算机机柜1，其主要由计算机显示屏5、键盘和鼠标组成；内圈主架的后部安装有GB(挂壁)控制箱。正游隙主架和内圈主架底部四角都安装有减震垫脚4，起到支撑、稳定设备的作用，并能减少外部环境对精确测量的影响。

如图2和图3所示，正游隙检测装置包括正游隙主架、游隙测量夹紧机构、正游隙主轴测量机构、测量升降机构和工件顶升机构。正游隙主架中部设有正游隙台板49，用来承载工装。正游隙台板49上通过四根立柱安装有正游隙上工装板13，正游隙上工装板13的上部安装有正游隙主轴测量机构和测量升降机构，正游隙上工装板13的底部设置有游隙测量夹紧机构，游隙测量夹紧机构与测量升降机构连接。工件顶升机构设置在正游隙台板49的后方。

正游隙主轴测量机构包括正游隙主轴11、正游隙位移传感器10和正游隙上工装。正游隙主轴11通过轴套12安装在正游隙上工装板13上，正游隙主轴11的上部设置有正游隙位移传感器10，正游隙位移传感器10的外部有保护套，防止在操作过程中受到损伤。正游隙位移传感器10通过护套夹紧块27安装到正游隙夹紧块安装座26上，并固定在轴套12上。正游隙主轴11的下部通过连接盘安装有正游隙上工装，在连接盘上设置有上工装防落销25，防止正游隙上工装落下。

游隙测量夹紧机构由正游隙夹板安装板15、第一夹紧气缸14和第二夹紧气缸24组成。第一夹紧气缸14和第二夹紧气缸24分别设置在正游隙夹板安装板15的两侧。正游隙夹板安装板15设置在正游隙台板49与正游隙上工装板13之间的立柱上。正游隙夹板安装板15的中间设计有圆孔，当工件由下部顶升机构顶升至该圆孔处，两个夹紧气缸前进并夹紧工件，使工件固定。

测量升降机构，包括正游隙小气缸28，正游隙小气缸28安装在正游隙小气缸安装板9上，正游隙小气缸安装板9通过立柱设置在正游隙上工装板13上，正游隙小气缸28的活塞杆与立柱安装板8连接。立柱安装板8通过四根导向轴与正游隙夹板安装板15连接，导向轴穿过正游隙上工装板13上的导向孔。正游隙夹紧机构夹紧工件后，正游隙小气缸28启动，通过立柱安装板8、导向轴以及正游隙夹板安装板15带动工件升降。

如图3所示，工件顶升机构机构包括游隙测量工件顶升气缸23和正游隙滑板19，正游隙滑板19上安装有旋转机构和正游隙顶升机构。游隙测量工件顶升气缸23安装在正游隙台板49上，其活塞杆通过正游隙顶升连接板32与正游隙滑板19连接，正游隙滑板19的两侧通过滑块33安装在正游隙固定角板31上的滑轨30上，做上下运动。正游隙固定角板31安装在正游隙台板49的底部。游隙测量工件顶升气缸23运动时，带动正游隙滑板19及其上的机构做升降运动。正游隙顶升机构采用正游隙顶紧气缸18，正游隙顶紧气缸18通过支架安装在正游隙滑板19上。如图2所示，旋转机构主要包括正游隙伺服电机17、顶轴、正游隙伺服电机17上连接的主同步轮16、顶轴上安装的从同步轮21，顶轴通过正游隙下端轴承座22安装在正游隙滑板19上，正游隙伺服电机17通过正游隙电机座固定在正游隙滑板19上，主同步轮16与从同步轮21之间连接同步带20。正游隙伺服电机17旋转，通过同步带传动带动顶轴转动。顶轴穿过正游隙台板49，其顶部安装有下压头座29。顶轴下部与正游隙顶紧气缸18的活塞杆连接。当工件由托盘输送至检测工位时，工件到正游隙下压头29的上方停止，正游隙顶紧气缸18向上顶起顶轴，再通过下压头座29将工件顶起，将工件的内圈顶紧或放松，便于位移传感器10测试轮毂单元的正游隙值。

内圈再压入装置，如图4所示，包括内圈主架、上部测量机构和下部顶升机构。内圈主架由立板40、上板35和下板45构成，上板35和下板45分别连接在立板40的上部和下部。上部测量机构设置在上板35上，下部顶升机构设置在下板45上。输送线2直接从内圈主架的中间孔隙中穿过，输送从正游隙检测工位测试合格的工件，在内圈再压入工位检测完成后，输送工件至下一个工位。

上部测量机构包括内圈再压入气缸34，内圈再压入气缸34安装在上板35上，其活塞杆上连接压力传感器固定套37，在压力传感器固定套37内部安装有压力传感器，压力传感器固定套37的另一端连接在内圈再压入滑块38上，在内圈再压入滑块38的底部安装有导向套39，导向套39的内部设置有位移传感器。内圈再压入滑块38上设置有两根导向立柱36，这两根导向立柱36穿过上板35上的导向孔，内圈再压入气缸34带动内圈再压入滑块38及其上的测量机构上下运动时，导向立柱36起导向作用。

下部顶升机构包括内圈再压入升降气缸46和垫块气缸48，内圈再压入升降气缸46安装在下板45底部，其活塞杆连接有顶头47连接，顶头47位于再压入下部垫块43的下方，再压入下部垫块43安装在再压入下部升降板42上。再压入下部升降板42的上部安装有下工装支撑座41。内圈再压入升降气缸46带动顶头47上升，向上顶起再压入下部垫块43、再压入下部升降板42和下工装支撑座41，将由输送线2输送至该工位的工件放置到下工装支撑座41上。垫块气缸48安装在下板45上，如图5所示，垫块气缸48的活塞杆上安装有再压入气缸垫块44。当再压入升降气缸46将工件顶起时，垫块气缸48将再压入气缸垫块44推至再压入下部垫块43的下方，起到支撑保护工件的作用。在垫块气缸48的一侧安装有两个接近开关，对再压入升降气缸46的顶升、下降位置，起到限位保护的作用。

本发明采用LVDT位移传感器测量内圈的下降位移量，得到轮毂单元的负游隙值。在测试过程中，设计有正游隙检测工位和内圈再压入工位。在正游隙检测装置的工位，内圈不压装到位，通过上下移动法兰盘和内圈测量正游隙值；在内圈再压入装置的工位，控制一定的压力，油缸将内圈压装到底后，检测内圈压入到底的位移变化量，根据正游隙值得出轮毂单元的负游隙值。

本发明的操作方式有两种，包括手动操作和自动操作，手动操作模式只用于设备进入检验或维修后对其进行测试，以及对负游隙检测设备的运行参数设置。自动操作模式是指设备的正常运行状态，具体过程如下：

当输送线2将工件运送至正游隙检测装置处，该工位检测到工件托盘，游隙测量工件顶升气缸23上升将工件顶起到位，第一夹紧气缸14和第二夹紧气缸24夹紧工件，正游隙顶紧气缸18上升，正游隙伺服电机17带动工件旋转，位移传感器测量数据，游隙测量内圈顶升气缸下降，位移传感器再次测量数据，并传输至计算机处理分析，得到正游隙值。

正游隙检测装置测量结束后，工件由托盘输送至内圈再压入装置工位，该工位检测到工件后，内圈再压入升降气缸46上升到位后，工件放置到下工装支撑座41上。垫块气缸48将再压入气缸垫块44推至工件下侧，内圈再压入升降气缸46下降到中位，内圈再压入气缸34下降，同时位移传感器采集数据，内圈再压入气缸34再次下降，并保压之后上升，位移传感器第二次采集数据内圈压入到底后的数据值。由正游隙测量装置和内圈再压入装置测量得到的数据，计算机分析处理后得出该轮毂单元的负游隙值，测量不合格工件，设备报警，并将废料输送至废料槽内。检测合格的工件将进入下一道工序。

Claims (9)

1.一种轮毂单元负游隙检测设备，包括个正游隙检测装置和内圈再压入装置，两个装置通过工件输送线连接；其特征是：正游隙检测装置包括正游隙主架、游隙测量夹紧机构、正游隙主轴测量机构、测量升降机构和工件顶升机构，正游隙主架上安装有正游隙上工装板，正游隙上工装板的上部设置有正游隙主轴测量机构和测量升降机构，正游隙上工装板的底部设置有游隙测量夹紧机构，游隙测量夹紧机构与测量升降机构连接，工件顶升机构设置在正游隙主架上；内圈再压入装置包括内圈主架、上部测量机构和下部顶升机构，上部测量机构设置在内圈主架的上部，下部顶升机构设置在内圈主架的下部。

2.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述正游隙主轴测量机构包括正游隙主轴、正游隙位移传感器和正游隙上工装，正游隙主轴安装在正游隙上工装板上，正游隙主轴的上部设置有正游隙位移传感器，正游隙位移传感器安装到正游隙夹紧块安装座上，正游隙主轴的下部安装有正游隙上工装。

3.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述游隙测量夹紧机构由正游隙夹板安装板和夹紧气缸，夹紧气缸安装在正游隙夹板安装板上，正游隙夹板安装板连接在正游隙主架上，正游隙夹板安装板上设置有圆孔。

4.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述测量升降机构包括正游隙小气缸，正游隙小气缸安装在正游隙小气缸安装板上，正游隙小气缸安装板设置在正游隙上工装板上，正游隙小气缸与立柱安装板连接，立柱安装板与正游隙夹板安装板连接。

5.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述工件顶升机构包括游隙测量工件顶升气缸和正游隙滑板，正游隙滑板上安装有旋转机构和正游隙顶升机构，游隙测量工件顶升气缸安装在正游隙主架上，并与正游隙滑板连接，正游隙滑板通过滑块安装在正游隙主架上的滑轨上。

6.根据权利要求5所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述旋转机构包括电机、顶轴，电机和顶轴之间连接有传动机构，顶轴安装在正游隙滑板上，电机固定在正游隙滑板上，顶轴的上部安装有下压头座，顶轴下部与正游隙顶升机构连接。

7.根据权利要求5所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述正游隙顶升机构采用正游隙顶紧气缸，正游隙顶紧气缸安装在正游隙滑板上。

8.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述上部测量机构包括内圈再压入气缸，内圈再压入气缸安装在内圈主架上部，内圈再压入气缸上连接有压力传感器固定套，压力传感器固定套内部安装有压力传感器，压力传感器固定套的另一端连接在内圈再压入滑块上，内圈再压入滑块的底部通过导向套设置有位移传感器。

9.根据权利要求1所述的轮毂单元负游隙检测设备，其特征是：所述下部顶升机构包括内圈再压入升降气缸和垫块气缸，两个气缸均安装在内圈主架下部，内圈再压入升降气缸上连接有顶头，顶头位于再压入下部垫块的下方，再压入下部垫块安装在再压入下部升降板上，再压入下部升降板的上部安装有下工装支撑座；垫块气缸上安装有再压入气缸垫块。