CN107356220B - 汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法 - Google Patents

汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法。本发明是在测量前选择好标准轮毂轴承，测量标准轮毂轴承的轴向游隙，选择标准轮毂轴承的外圈为标准外圈；在外圈轴向特征量测量仪上测量标准外圈的轴向特征量，并以此对测量仪校零；在外圈轴向特征量测量仪上测量待装外圈的轴向特征量；然后计算待装外圈与标准外圈的轴向特征量差值，由此选择待装轮毂轴承单元钢球直径。本发明方法能提高选配效率，而且更加安全可靠。

Description

汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法
技术领域
本发明涉及智能选配领域，尤其涉及一种适用于智能选配的汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法。
背景技术
第三代轮毂轴承主要由内圈、法兰盘、外圈、钢球和保持架等套圈零件装配而成。轮毂轴承的轴向游隙直接影响其工作性能及其使用寿命的关键质量指标。理论上，轴向游隙由内圈、法兰盘、外圈三个套圈零件的沟道曲率半径、沟位、沟径，钢球直径等十个参量决定。除了钢球直径易于精密测量外，其它九个参量尚无精密测量仪器，因此，企业往往采用试装方式装配轮毂轴承，依据测量试装后的轮毂轴承的轴向游隙值，凭经验选配钢球后再次装配。试装方式不仅效率低，而且合套率低于80％。因此，汽车部件产业特别需要避开测量套圈零件主要功能尺寸，又能适用于选择装配汽车轮毂轴承的选配方法。于是，基于轮毂轴承轴向特征量的选配方法应运而生。
轮毂轴承智能选配方法的关键技术是三个套圈零件与之对应的标准套圈零件的轴向特征量的精密自动测量。依据二者的测量结果，结合标准轮毂轴承的轴向游隙、以及轮毂轴承轴向游隙公差要求，选择钢球直径，最终完成选配。
目前市场上没有基于轴向特征量的汽车轮毂轴承选配方法；也无用于轮毂轴承选配的外圈轴向特征量自动测量方法与装置。流行的是沟道轴向综合位置测量方法与钢球选配方法。该方法测量的结果与轴向游隙的关联性不明确，选配只能近似地向标准轮毂轴承的轴向游隙靠拢。再者，现有检测装置需要对每一型号的产品设计一套专用的特殊的测量检具，检具的价格又十分昂贵，安装调试非常困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种能用于轮毂轴承选智能择装配的外圈轴向特征量自动检测方法、钢球选配方法与运用同一型号套圈零件做检具的，设计、制作、安调方便、简单的小内圈轴向特征量测量装置。
第一方面，本发明提供了一套第三代汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量方法、钢球选配方法，所述方法包括：
测量前选择好标准轮毂轴承，测量标准轮毂轴承的轴向游隙Ga0，选择标准轮毂轴承的外圈为标准外圈；
在外圈轴向特征量测量仪上测量标准外圈的轴向特征量Zo0，并以此对测量仪校零；
在外圈轴向特征量测量仪上测量待装外圈的轴向特征量Zo；
计算待装外圈与标准外圈的轴向特征量差值△Zo：
△Zo＝Zo-Zo0
△Zo为以待装外圈替代标准外圈而引入的轴向特征量变化，即轴向游隙变化量；
将待装外圈取代标准外圈，则变化后的新轮毂轴承的轴向游隙Ga为：
Ga＝Ga0+△Zo
设轮毂轴承的轴向游隙公差为(TU,TL),则装配后的轮毂轴承的轴向游隙应满足：
TL≤Ga≤TU
为满足轴向游隙公差要求，必须改变钢球直径；设变化后新轮毂轴承的钢球直径与标准轮毂轴承的钢球直径差为△Dw；
钢球直径变化引入的轴向特征量为：
Figure BDA0001330674140000021
Figure BDA0001330674140000022
Ri为小内圈沟道曲率半径；di为小内圈沟道直径；Rf为法兰盘沟道曲率半径；df为法兰盘沟道直径；Ro为外圈沟道曲率半径；Do为外圈沟道直径；Dw为钢球直径。
则钢球直径差选择范围为：
Figure BDA0001330674140000031
第二方面，本发明提供了一种选用同一型号轮毂轴承套圈零件做检具的测量外圈轴向特征量的装置，所述装置主要包括测量检具系统、外圈平台、升降平台系统。
所述测量检具系统用于测量标准外圈和待装外圈轴向特征量。
所述升降平台系统用于升降下检具进入被检外圈，带动外圈上升，进入上检具，至使外圈上下二沟道在上下二检具中通过上下二组钢球与上下二小内圈沟道紧密贴合，实现正确测量。
本发明通过比较测量标准外圈与待装外圈的轴向特征量差值，提供了一种适用于轮毂轴承选配的安全可靠的外圈轴向特征量测量方法及装置。
附图说明
图1为本发明测量方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图的实施案例对本发明作进一步具体说明。
图1所示，本发明实施例提供的轮毂轴承外圈轴向特征量测量装置有传感检测仪表1、检测仪表架2、测量板联接弹簧3、上检具钢球4、上检具小内圈5、测量板6、被测外圈7、外圈平台8、下检具钢球9、升降系统10、升降平台11、下检具小内圈12等组成。
测量检具以上下检具的轮毂轴承小内圈5、12为中心设计。
所述的测量检具由上下二检具组成；上检具由传感检测仪表1、检测仪表架2、测量板联接弹簧3、上检具钢球4、上检具小内圈5、测量板6等组成。
所述上检具中仪表架2与上检具小内圈5相连；传感检测仪表1与检测仪表架2相连；测量板6通过弹簧3与检测仪表架2弹性相连；传感检测仪表1测头通过弹簧3始终与测量板4上的凸台良好接触；上检具钢球4通过轮毂轴承的保持架与上检具小内圈5相连。
所述下检具由下检具钢球9、下检具小内圈12等组成。下检具安装在升降工作台11上，下检具钢球9通过钢球保持架与下检具小内圈12相连。
上下二检具应保证与传感检测仪表1同轴。
测量时，测量板6依靠弹簧3在检测仪表架2中上下运动，测量时，测量板6与下检具的小内圈12的上端面三点紧密接触。
外圈平台8上设计有一直径与外圈名义外径稍大的通孔，以此实现外圈在工作台的定位。
升降平台系统由升降平台11、升降系统10组成。升降平台11上安装有下检具，下检具小内圈12与升降平台11相连，升降平台11安装有升降导向机构。
升降系统10可由气动驱动或电动驱动实现升降平台11自动升降，升降系统10上升操作，带动下检具上升、下检具进入被检外圈7，进而推动外圈上升进入上检具、测量时应保证上下二检具的小内圈5、12的沟道分别通过钢球4、9与被测外圈沟道紧密贴合。
测量检具中的上下检具小内圈5、12选择方法：选择质量合格，主要功能尺寸位于其公差中值附近的同一型号的轮毂轴承小内圈。
测量检具中的钢球6选择方法：选择同一型号的轮毂轴承的名义直径钢球。
测量检具中的传感检测仪表1的选择方法：量程±0.5mm，分辨率优于0.0002mm的LVDT等传感器或数字量仪。
标准轮毂轴承的选择方法：选择主要功能尺寸在名义尺寸附近的套圈零件和钢球，组装后的轴向游隙在轴向游隙公差中值附近的同一型号轮毂轴承。
具体测量、选配步骤与过程如下：
选择标准轮毂轴承，测量标准轮毂轴承轴向游隙。
标准外圈7放入外圈平台8上，自动定位。
升降平台11自动上升，下检具小内圈12穿过外圈工作台8进入被检外圈7，通过下检具钢球9与被检外圈7下沟道紧密接触，进而上升，被检外圈7进入由传感检测仪表1、检测仪表架2、测量板联接弹簧3、上检具钢球4、上检具小内圈5、测量板6等组成的上检具中。
上检具小内圈5、下检具小内圈9，分别通过上检具钢球4、下检具钢球9与被检外圈7的上下沟道紧密贴合。
测量板6与下检具小内圈12的上端面三点接触，测量中，测量板6上端凸台与传感检测仪表1的测量头保持良好接触。
传感检测仪表1自动读取标准外圈7的轴向特征量，并对仪表校准零位。
同理测量待装外圈7的轴向特征量。
计算标准外圈与待装外圈的轴向特征量差值。
测量结束，升降平台8自动下降，取出待装外圈7，待机。
根据待装外圈与标准外圈轴向特征量差，选择钢球直径。
本发明提供了一种选用同一型号轮毂轴承的小内圈做检具的轴向特征量检测方法与装置和基于外圈轴向特征量变化的第三代汽车轮毂轴承钢球智能选配方法。
以本实施例对本发明进行了描述，然而应当理解的是在不脱离权利要求的所限制的范围内可以进行各种改变。

Claims (1)

1.汽车轮毂轴承外圈轴向特征量测量与钢球选配方法，该方法使用外圈轴向特征量测量仪，所述的外圈轴向特征量测量仪由上下二检具组成；上检具由传感检测仪表、检测仪表架、测量板联接弹簧、上检具钢球、上检具小内圈、测量板组成；
所述上检具中仪表架与上检具小内圈相连；传感检测仪表与检测仪表架相连；测量板通过弹簧与检测仪表架弹性相连；传感检测仪表测头通过弹簧始终与测量板上的凸台接触；上检具钢球通过轮毂轴承的保持架与上检具小内圈相连；
所述下检具由下检具钢球、下检具小内圈组成，下检具安装在升降工作台上，下检具钢球通过钢球保持架与下检具小内圈相连；
其特征在于该方法包括以下步骤：
测量前选择好标准轮毂轴承，测量标准轮毂轴承的轴向游隙Ga0，选择标准轮毂轴承的外圈为标准外圈；
在外圈轴向特征量测量仪上测量标准外圈的轴向特征量Zo0，并以此对测量仪校零；
在外圈轴向特征量测量仪上测量待装外圈的轴向特征量Zo；其中的外圈轴向特征量测量仪的测量检具中的上下检具小内圈选用被检同一型号的轮毂轴承小内圈；测量检具中的上下检具钢球选用被检同一型号的轮毂轴承的名义直径钢球；
计算待装外圈与标准外圈的轴向特征量差值ΔZo：
ΔZo＝Zo-Zo0
ΔZo为以待装外圈替代标准外圈而引入的轴向特征量变化，即轴向游隙变化量；
将待装外圈取代标准外圈，则变化后的新轮毂轴承的轴向游隙Ga为：
Ga＝Ga0+ΔZo
设轮毂轴承的轴向游隙公差为(TU,TL),则装配后的轮毂轴承的轴向游隙应满足：
TL≤Ga≤TU
为满足轴向游隙公差要求，必须改变钢球直径；设变化后新轮毂轴承的钢球直径与标准轮毂轴承的钢球直径差为ΔDw；
钢球直径变化引入的轴向特征量为：
Figure FDA0002267340320000021
Figure FDA0002267340320000022
Ri为小内圈沟道曲率半径；di为小内圈沟道直径；Rf为法兰盘沟道曲率半径；df为法兰盘沟道直径；Ro为外圈沟道曲率半径；Do为外圈沟道直径；Dw为钢球直径；
则钢球直径差选择范围为：
Figure FDA0002267340320000023
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