CN110657772B - 第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法及装置；所述方法是将第三代轮毂轴承单元定位支撑在工作台上，对轴承单元的外圈上端面施加两个不同的预设轴向压力G1和G2，检测预设轴向压力下轴承单元的小内圈上端面的轴向位移S1和S2；数值S2与S1的差值即为待检第三代轮毂轴承单元的负游隙；所述装置包括定位座和轴向加压机构，轴向加压机构置于定位座上方，轴向加压机构包括支架、加压套和电缸，电缸安装在支架上，加压套与电缸的动力轴连接，连接处设置有压力传感器，加压套内设置有位移传感器。本发明变量控制精准，负游隙测量结果稳定，简单计算，步骤流程简洁高效，避免了现有的游隙测试繁琐的过程及复杂的结构。

Description

第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测第三代轮毂轴承单元负游隙的方法和装置，属于轴承单元检测领域。

背景技术

游隙是轮毂轴承单元的一项重要指标，第一代和第二代轮毂轴承单元的出厂状态都是正游隙，由主机厂装配后变成负游隙。

第三代轮毂轴承具有高集成特点，其出厂时就已经是负游隙。如图1所示，第三代轮毂轴承单元包括法兰盘1、安装在法兰盘1上的下层钢球保持架2、外圈3、上层钢球保持架4和小内圈5，下层钢球保持架2和上层钢球保持架4内分布有滚动体(钢球)，下层钢球保持架2的滚动体在法兰盘1与外圈3之间形成的滚道内滚动，上层钢球保持架4的滚动体在在小内圈5与外圈3之间形成的滚道内滚动。装配完毕的轮毂轴承单元产品中滚动体与滚道之间具有预紧力(预压)。实验证明，只有当滚动体与滚道之间产生了一定的弹性变形以后，才能消除滚动体与滚道之间的接触间隙，这样轴承的寿命和旋转精度才能达到最大，这个弹性变形大概在2微米左右。

通常采用的轴承负游隙测量方法是通过逐渐加压轴承外圈使轴承外侧列负游隙加大、内侧列负游隙减小，当内侧列负游隙减小至一定的力可拨动钢球时，读出此时的压力值，用此时的压力值去计算轴承负游隙。

以上检测方式在拨动钢球时容易对钢球造成损伤对轴承质量产生影响，且此方式为一种间接的轴承负游隙测试方法，间接测量方法存在操作繁琐存且测量数据不直观，测量结果不稳定的缺点。

CN106871846A公开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，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。

上述直接测量方法是在轮毂轴承单元铆合装配时进行的，由于各种因素的影响，铆合装配完成后的成品会与装配过程中测量数据存在误差，装配过程中测量合格并不能保证最终成品也是合格的。

发明内容

本发明针对现有轴承检测技术存在的技术缺陷，提供一种第三代轮毂轴承单元负游隙的直接检测方法，具有操作简单，检测结果稳定性好、可靠性高的优点。

本发明的第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法，是：

将第三代轮毂轴承单元定位支撑在工作台上，对轴承单元的外圈上端面施加两个不同的预设轴向压力G1和G2，检测预设轴向压力下轴承单元的小内圈上端面的轴向位移；

当检测到轴向压力值等于设定压力值G1时，将检测的小内圈上端面的轴向位移值标记为S1，此时小内圈上端面所在位置为初始游隙基准位置；

继续对外圈上端面施加轴向压力，当检测到施加的轴向压力增加到设定值G2状态时，将检测的小内圈上端面的轴向位移值标记为S2；数值S2与S1的差值即为待检第三代轮毂轴承单元的负游隙。

所述设定值G1趋向于0，是轴向压力“恰好刚接触”外圈的状态下测量的力，该值越小测量的原位状态越准确。

所述G2为通过标准轴承测算出的达到负游隙时的外圈所受到的轴向压力。

所述对工件施加的两个预设轴向压力G1和G2之间的差值是恒定的，也就是说若G1在允许范围内有偏差，G2也相应地跟进一个偏移值，保证G2-G1差值恒定；

所述测量外圈上端面与小内圈上端面之间相对位移，至少使用一个位移传感器。

实现上述方法的检测装置，采用以下技术方案：

该装置，包括定位座和轴向加压机构，轴向加压机构置于定位座上方，轴向加压机构包括支架、加压套和施压装置，施压装置安装在支架上，加压套与施压装置的动力轴连接，连接处设置有压力传感器，加压套内设置有位移传感器。施压装置的动力轴带动加压套轴向移动，将轴向推动力在第三代轮毂轴承单元上的外圈上端面，并通过压力传感器检测压力值，通过位移传感器检测小内圈上端面的位移值。

所述位移传感器的检测面为小内圈上端面。

所述支架上通过导向杆连接有施压座，所述压力传感器和加压套分别设置在施压座的上端和底端，施压座通过压力传感器与电缸的动力轴连接。

所述施压装置为电缸或液压缸。

本发明具有以下特点：

1.对工件施加恒定压力差值，利用位移传感器对工件进行负游隙检测，变量控制精准，负游隙测量结果稳定。

2.测量过程只需两次加压，两次数据读取，简单计算，步骤流程简洁高效，避免了现有的游隙测试繁琐的过程及复杂的结构。

3.测量过程无外部与轴承内部直接接触的结构，有效避免了传统拨叉式负游隙检测方式对轴承内部带来的损伤，极大减少了轴承装车后由钢球损伤带来的安全隐患。

附图说明

图1是本发明待检测第三代轮毂轴承轴承单元的结构示意图。

图2是实现本发明检测方法的装置的结构示意图。

图中：1.法兰盘，2.下层钢球保持架，3.外圈，4.上层钢球保持架，5.小内圈；6.电缸，7.定位座，8.第三代轮毂轴承单元，9.位移传感器，10.压力传感器，11.工作台，12.导向杆，13.加压套，14.施压座，15.球轴承，16.测量压片，17.硬质合金块。

具体实施方式

本发明的第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法采用以下装置进行。

该装置如图2所示，包括定位座7和轴向加压装置。定位座7固定安装在工作台11上，用于第三代轮毂轴承单元8(工件)的定位，定位座7与工作台11之间可靠支撑。定位座7中设置有法兰盘1定位孔，通过对法兰盘1的定位实现第三代轮毂轴承单元8(工件)的整体定位。

如图2所示：轴向加压装置包括机架15、加压套13和电缸6，支架15设置在工作台11的上部，电缸6安装在支架15上，施压座14与电缸6的动力轴连接，连接处设置有压力传感器10，加压套13安装在施压座14底端。加压套13的内部空间内(内孔中)放置有位移传感器9、位移传递杆12，位移传递杆12可在加压套13内孔中轴向运动，位移传感器9的检测面为小内圈5上端面，位移传递杆12下端与内圈压盖16连接，连接处设有球轴承18，内圈压盖16下端面与内圈5接触处镶嵌有硬质合金17。电缸6的动力轴伸出压在压力传感器10上，推动施压座14和加压套13轴向移动，将轴向推动力通过加压套13作用在第三代轮毂轴承单元8上外圈3的上端面，并通过压力传感器10检测压力值，通过位移传感器9检测位移值。电缸6作为施压装置也可用液压缸或其它装置代替。

上述装置实现第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测的过程如下所述。

第三代轮毂轴承单元8通过其上法兰盘1安放在定位座7上，小内圈5在上端。

启动电缸6，加压套13靠近并且压紧第三代轮毂轴承单元8的外圈3，加压套13对轴承外圈3上端面施加轴向压力，当压力传感器10检测到此时压力值等于设定压力值G1时，读取此时位移传感器9对小内圈5上端面的测量值并标记为S1，此时小内圈5上端面所在位置为初始游隙基准位置。设定值G1趋向于0，是压套13通过电缸对位置的控制，实现的一种“恰好刚接触”轴承外圈3的状态下测量的力，设定值越小测量的原位状态越准确。

继续向外圈3施加压力，外圈3将向轴承内部继续传递压力，随力量逐渐加大，下层钢球保持架2所受压力增大，下层滚动体(钢球)继续被挤压；上层钢球保持架4的压力减小，原有的预紧力逐渐消失，负游隙趋于释放状态，外圈3上端面与小内圈5上端面位移逐渐增大，当压力传感器10检测到施加的轴向压力增加到设定值G2状态时，读取此时位移传感器9的数值S2。G2是一个依据实验测得的数据，近似于拿一个标准轴承测算出的达到负游隙时的外圈所受到的轴向压力。对工件施加的G1和G2两个预设轴向压力之间的差值是恒定的，若G1在允许范围内有偏差，则G2也增加一个偏移值，保证G2-G1的值恒定。

计算数值S2与S1之间差值，该差值即为待检第三代轮毂轴承单元8的负游隙。

Claims (3)

1.一种第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法，其特征是：

将第三代轮毂轴承单元定位支撑在工作台上，对轴承单元的外圈上端面施加两个不同的预设轴向压力G1和G2，检测预设轴向压力下轴承单元的小内圈上端面的轴向位移；

当检测到轴向压力值等于设定压力值G1时，将检测的小内圈上端面的轴向位移值标记为S1，此时小内圈上端面所在位置为初始游隙基准位置；

继续对外圈上端面施加轴向压力，当检测到施加的轴向压力增加到设定值G2状态时，将检测的小内圈上端面的轴向位移值标记为S2；数值S2与S1的差值即为待检第三代轮毂轴承单元的负游隙；

所述设定值G1趋向于0，是轴向压力恰好刚接触外圈的状态下测量的力；

所述G2为通过标准轴承测算出的达到负游隙时的外圈所受到的轴向压力。

2.根据权利要求1所述的第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法，其特征是：所述对工件施加的两个预设轴向压力G1和G2之间的差值是恒定的。

3.根据权利要求1所述的第三代轮毂轴承单元负游隙直接检测方法，其特征是：所述测量外圈上端面与小内圈上端面之间相对位移，至少使用一个位移传感器。

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