CN106871846A - 一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法 - Google Patents

一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法 Download PDF

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Abstract

一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，包括以下步骤，利用铆装设备的铆头对待铆工件进行铆合，利用压力传感器实时测量待铆工件受到的轴向压力值，当轴向压力值与预设压力值相等时，读取位移传感器对小内圈大端面的测量值并标记为A值，当位移传感器检测到小内圈大端面的位移值到达预设范围时停止铆压，使小内圈自动回复，当压力传感器再次检测到待铆工件受到的压力值等于预设压力值时，读取位移传感器对小内圈大端面的测量值并标记为B值，该B值与A值的差值即为该轮毂轴承单元的负游隙。本发明有效消除了轮毂轴承单元轴向预紧力和弹性回复对游隙测量的影响，测量结果精确可靠。

Description

一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法
技术领域
本发明涉及一种轮毂轴承单元负游隙测量方法，具体地说是一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法。
背景技术
负游隙对于汽车轮毂轴承单元的使用寿命有重要意义。已有研究证明合理的负游隙形成的过盈量可提高轮毂轴承单元的承载能力，并为轴承使用过程中的磨损提供预留量，从而大幅提高轮毂轴承单元的使用寿命；但过大的负游隙会急剧增加轴承工作时的发热量进而导致轴承胀死，从而使轴承很快失效。因此轴承单元的负游隙需要保持在一个合适的范围，且要求测量精度高。
目前在轴承行业对轮毂轴承单元的游隙测量方法都是在铆装结束后再进行测量，而具有负游隙的轮毂轴承单元都已形成轴向预紧力，现有测量方法无法对带有轴向预紧力的轴承单元的负游隙进行直接测量，各种间接测量方法操作繁琐，且测量结果可性度不高，严重影响了轮毂轴承单元的产品质量和使用寿命的提高。
要想实现对轮毂轴承单元的负游隙在铆合装配过程中实时在线直接测量，还需考虑铆装过程中被铆工件弹性回复对负游隙测量精度的影响，进一步增加了测量难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，该方法是在铆合装配轮毂轴承单元的过程中对被铆工件的负游隙进行实时精确测量，完全消除轮毂轴承单元轴向预紧力对游隙测量的影响，且充分排除铆装过程中被铆工件弹性回复对负游隙测量精度的影响，与铆合装配过程同步进行，省去额外的游隙测量工序，还能确保本发明方法测量的轮毂轴承单元在铆合装配结束后所形成的负游隙在合理范围内，大幅提高轮毂轴承单元的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，待铆工件具有小内轴和套装在小内轴外的小内圈、滚动体、外圈、保持架、密封圈等组件，小内轴上端具有小内轴凸缘，小内圈上端具有小内圈大端面，该方法包括以下步骤：
将初始游隙为零的待铆工件安装在过渡套上后放置在工作台上，并且在该工作台与过渡套之间设置压力传感器，该压力传感器上端面与过渡套底面接触、下端面与工作台接触，工作台上还设有用于测量小内圈大端面位移的位移传感器；
启动铆装设备，该铆装设备的铆头对待铆工件的小内轴凸缘施加轴向压力，当压力传感器检测到轴向压力等于预设压力值时，读取此时位移传感器对小内圈大端面的测量值并标记为A值，此时小内圈大端面所在位置为初始零游隙的基准位置；
继续向小内轴凸缘施加轴向压力，该小内轴凸缘往外翻边扣住小内圈大端面并带动小内圈向下移动，挤压滚动体、外圈和小内轴产生预紧力，从而形成负游隙，位移传感器对该负游隙进行实时测量，当测得的负游隙到达预设合理范围时，铆装设备复位，铆头逐渐离开工件，待铆工件受到的轴向压力逐渐减小并产生弹性回复，小内圈在弹性回复力作用下而向上移动，位移传感器实时测量的负游隙值减小，当压力传感器检测到压力值再次等于预设压力值时，读取此时位移传感器的测量值并标记为B值；
计算B值和A值的差值，该差值即为铆装好的轮毂轴承单元的负游隙。
所述测量小内圈大端面的位移时，采用至少两个位移传感器进行测量。
所述各个位移传感器分别测量小内圈大端面上的不同位置的点，通过对不同位置的点测量值换算得到的被铆工件轴线位置的位移值为测量值。
所述各个位移传感器与待铆工件的轴线之间的距离相等。
所述预设压力值为100-250N。
本发明具有以下有益效果：
1、使用位移传感器对表征轮毂轴承单元负游隙值的小内圈大端面在铆装过程中的轴向位移进行实时测量，实现了对被铆工件负游隙的直接测量，且将测量过程与铆装过程结合在一起，省去了传统的繁琐和复杂的游隙测量工序，方便地实现了对轮毂轴承单元负游隙100%的测量。
2、结合压力传感器的使用，在被铆工件轴向铆装力达到预设值时读取位移传感器的实测值，消除了被铆工件轴向预紧力对游隙测量的影响和干涉。
3、通过位移传感器实时测量的被铆工件负游隙值来监测铆装机的铆装行程，能有效防止被铆工件铆过头而胀死，解决了传统铆装工艺中被铆工件难以获得稳定的合理负游隙值的难题。
4、通过布置在被铆工件周边的多个位移传感器同时来测量小内圈大端面的位移，并经过计算机处理后将测量点定在被铆工件中心位置上，能有效消除小内圈端面偏摆对测量结果的影响，从而有效提高负游隙的测量精度。
附图说明
附图1为本发明待铆工件剖面示意图；
附图2为本发明待铆工件测量时的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1所示，本发明揭示了一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，待铆工件4具有小内轴9和套装在小内轴9外的小内圈11、外圈10、滚动体12、保持架14、密封圈13，小内轴9上端具有小内轴凸缘91，小内圈11上端具有小内圈大端面1101，该方法包括以下步骤：
S1，将初始游隙为零的待铆工件4安装在过渡套3上后放置在工作台1上，并且在该工作台1与过渡套3之间设置压力传感器2，该压力传感器2上端面与过渡套3底面接触、下端面与工作台1接触，工作台1上还设有用于测量小内圈大端面1101的位移传感器8。压力传感器与位移传感器测量得到的数据及时输送到PC端中，利用预设在PC端中的程序应用进行相应处理。
S2，启动铆装设备，该铆装设备的铆头对待铆工件的小内轴凸缘施加轴向压力，当压力传感器检测到轴向压力等于预设压力值时，读取此时位移传感器对小内圈大端面的测量值并标记为A值，此时小内圈大端面所在位置为初始零游隙的基准位置，在该初始零游隙的基准位置，待铆工件、过渡套和压力传感器之间相互压实，彼此之间的间隙被消除。铆头较为缓慢的逐渐向下对小凸轴翻边凸缘施加轴向压力。通常稳定的轴向铆装力可达到100kN左右。该预设压力值100-250N，比如本实施例中取200N。当然，在针对不同类型、尺寸的待铆工件，预设压力值也可以具有其他变化和选择，以上列举只是便于说明，并非是对本发明技术方案的限定。
S3，继续向小内轴凸缘施加轴向压力，该凸缘往外翻边扣住小内圈大端面并带动小内圈向下移动，挤压滚动体、外圈和小内轴产生预紧力，从而形成负游隙，位移传感器对该负游隙进行实时测量，当测得的负游隙到达合理范围时，铆装设备复位，铆头逐渐离开工件，待铆工件受到的轴向压力逐渐减小并产生弹性回复，小内圈在弹性回复力作用下而向上移动，位移传感器实时测量的负游隙值减小，当压力传感器检测到压力值再次等于预设压力值时，读取此时位移传感器的测量值并标记为B值。
计算B值和A值的差值，该差值即为轮毂轴承单元的负游隙。
测量小内圈大端面的位移时，采用至少两个个位移传感器进行测量，如两个，三个，四个或者五个，或者其他的数量。多个位移传感器分别测量小内圈大端面上的多个不同位置的点，该多个位移传感器测量的多个点的位移值输出到PC端，经过处理后换算成工件中心位置的位移值为测量值。多个位移传感器与待铆工件的轴线之间的距离相等。多个位移传感器分布在待铆工件周边。比如，当第一次向小内圈施加轴向压力并测量得到压力值等于预设压力时值时，经多个位移传感器测量的点的位移值换算成工件中心位置处的位移值为标准测量值，该标准测量值作为初始零游隙的基准值。同样，当铆头返回，并且小内圈受到的轴向压力再次等于预设压力值时，经多个位移传感器测量的点的位移值换算成工件中心位置作为终止铆装的基准位置，该中心位置的位移值为B值。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明技术方案的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，待铆工件具有小内轴和套装在小内轴外的小内圈、滚动体、外圈、保持架和密封圈，小内轴上端具有小内轴凸缘，小内圈上端具有小内圈大端面，该方法包括以下步骤：
将初始游隙为零的待铆工件安装在过渡套上后放置在工作台上，并且在该工作台与过渡套之间设置压力传感器，该压力传感器上端面与过渡套底面接触、下端面与工作台接触，工作台上还设有用于测量小内圈大端面位移的位移传感器；
启动铆装设备，该铆装设备的铆头对待铆工件的小内轴凸缘施加轴向压力，当压力传感器检测到轴向压力等于预设压力值时，读取此时位移传感器对小内圈大端面的测量值并标记为A值，此时小内圈大端面所在位置为初始零游隙的基准位置；
继续向小内轴凸缘施加轴向压力，该小内轴凸缘往外翻边扣住小内圈大端面并带动小内圈向下移动，挤压滚动体、外圈和小内轴产生预紧力，从而形成负游隙，位移传感器对该负游隙进行实时测量，当测得的负游隙到达预设合理范围时，铆装设备复位，铆头逐渐离开工件，待铆工件受到的轴向压力逐渐减小并产生弹性回复，小内圈在弹性回复力作用下而向上移动，位移传感器实时测量的负游隙值减小，当压力传感器检测到压力值再次等于预设压力值时，读取此时位移传感器的测量值并标记为B值；
计算B值和A值的差值，该差值即为铆装好的轮毂轴承单元的负游隙。
2.根据权利要求1所述的轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，其特征在于，所述测量小内圈大端面的位移时，采用至少两个位移传感器进行测量。
3.根据权利要求2所述的轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，其特征在于，所述各个位移传感器分别测量小内圈大端面上的不同位置的点，通过对不同位置的点测量值换算得到的被铆工件轴线位置的位移值为测量值。
4.根据权利要求3所述的轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，其特征在于，所述各个位移传感器与待铆工件的轴线之间的距离相等。
5.根据权利要求1所述的轮毂轴承单元铆合装配时负游隙的在线直接测量方法，其特征在于，所述预设压力值为100-250N。
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