CN111750814B - 轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请是专利申请日为2019年04月24日，专利申请号为201910334797.1，发明名称为“一种轮毂轴承的轴向负游隙的检测方法”的发明专利申请的分案申请。本发明提供了一种轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置。与现有技术相比，本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置可以在轮毂轴承铆压工序之前进行轴向负游隙的检测，提前剔除不合格的装配单元，提高生产效率，节约生产成本；本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置具有特定的构造，工作时以特定的检测步骤进行检测，操作简单、方便，检测精度高。

Description

轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置

技术领域

本申请是专利申请日为2019年04月24日，专利申请号为201910334797.1，发明名称为“一种轮毂轴承的轴向负游隙的检测方法”的发明专利申请的分案申请。

本发明属于轮毂轴承检测技术，具体涉及一种轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置。

背景技术

轴向负游隙对于汽车轮毂轴承的使用寿命有着重要意义。已有研究证明，合理的轴向负游隙形成的过盈量可提高轮毂轴承的承载能力，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的使用寿命。但是过大的负游隙反而会急剧增加轴承工作时的发热量，进而导致轴承胀死，从而使轴承很快出现损坏。可见，轮毂轴承的轴向负游隙需要保持在一个合适的范围内，所以需要准确地测量出其真实的值。

目前在轴承行业对轮毂轴承的负游隙测量方法都是在铆装结束后再进行测量，而此时，具有负游隙的轮毂轴承都已形成轴向预紧力。但是，现有的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，且测量结果精确度不高，严重影响了轮毂轴承的产品质量和使用寿命。

发明内容

针对现有检测方法中存在的不足，本发明提供了一种轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，本发明可以实现在铆装前的装配过程中对轮毂轴承轴向负游隙的测量，测量方法可操作性强，过程简单，且检测结果精确度较高，有效地保证轮毂轴承的产品质量。

本发明的技术方案：轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，所述检测装置包括由上至下依序同心设置的升降压板机构、旋转台和底座；所述旋转台包括空心圆柱体，空心圆柱体的底部和顶部分别设有底板和顶板；所述底板和底座通过第一圆弧导轨连接，从而旋转台可以相对底座作定轴转动；所述底板与旋转机构传动连接，可由旋转机构驱动；所述旋转机构包括传动轴，传动轴的上端与底板连接，下端设有从动齿轮；所述旋转机构还包括设于底座内的电机，电机的转轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮互相啮合，形成齿轮传动；所述空心圆柱体的内壁上设有一组沿竖向安装的直线导轨，所述空心圆柱体内部设有升降盘，升降盘与直线导轨的滑块固联；所述升降盘与设于底座内的第一气缸的活塞杆通过平面推力轴承连接；所述升降盘上设有一组沿周向分布并从顶板向上伸出的连接杆，连接杆上端设有用于夹持外圈的法兰盘的夹盘，所述夹盘包括与连接杆固联的底盘和与底盘可拆联接的压盘；所述顶板的上表面通过第二圆弧导轨连接有可相对顶板作定轴转动的定位台，所述定位台上设有一组使用螺钉固定轮毂轴承的第二内圈的螺纹孔；所述升降压板机构包括环形压板、固定板和第二气缸，所述环形压板通过支撑杆与固定板固联，所述固定板上设有至少一根导向杆，对应的，所述横梁上设有与导向杆形成滑动副的插孔；检测时：在所述环形压板上间隔设置2至4个A位移传感器，以各A位移传感器的测量值取平均值为第一内圈发生的位移；在所述夹盘或法兰盘上间隔设置2至4个B位移传感器，以各B位移传感器的测量值取平均值为外圈发生的位移；检测过程具体为：1）将组装好的轮毂轴承装配单元安装在检测装置上，即是：将第二内圈放置在定位台上用螺钉固定，然后第一气缸驱动底盘上升，当底盘与外圈的法兰盘的下端相抵时，再在底盘上安装压盘，夹紧外圈；2）由第二气缸驱动环形压板下压，对第一内圈施加一个恒定的下压力，但不使第一内圈的小端面与第二内圈的轴肩直接接触，而是具有间隙；3）启动电机，带动外圈转动，再由第一气缸驱动外圈下降至最低位置，然后由第一气缸驱动外圈上升至最高位置，记录外圈上升过程发生的位移L1；4）增加对第一内圈的下压力，将第一内圈沿轴向压入，使第一内圈与第二内圈接触，记录第一内圈压入过程的位移L2；5）比较位移L1和L2的大小，如果，L1≥L2，则不存在负游隙，直接判为不合格，更换第一内圈，重新检测；如果L1＜L2，则负游隙值为L1-L2，负游隙值不符合要求时，更换第一内圈，重新检测，负游隙值符合要求时，将轮毂轴承装配单元转入下一步装配工序。

与现有技术相比，本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置可以在轮毂轴承铆压工序之前进行轴向负游隙的检测，提前剔除不合格的装配单元，提高生产效率，节约生产成本；本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置具有特定的构造，工作时以特定的检测步骤进行检测，操作简单、方便，检测精度高；具体表现为：检测时，通过各B位移传感器读数的平均值得出此时轮毂轴承装配单元的正游隙，然后驱动环形压板下压第一内圈，取各A位移传感器读数平均值为下压过程的位移，两数值做差（为负值）即为负游隙值，检测过程快速方便，检测结果精确度较高，同时根据计算结果可以直接对轮毂轴承装配单元进行分选，没有负游隙或者负游隙不合格直接拆解，重新组装，再次检测，直至合格，然后进入下一步的装配工序（通常是铆压）；另一方面，检测时，通过旋转台带动外圈做同步的定轴转动，同时直线导轨除了导向作用还具有定位作用，可以使升降盘随旋转台一起转动；在转动中测量得到的负游隙值，可以避免滚珠的圆度误差对负游隙值测量的影响，使检测结果更加可靠、合理。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述法兰盘上呈120°两两间隔安装有3个B位移传感器；所述环形压板上呈120°两两间隔安装有3个A位移传感器。该结构一方面，可以通过观察位3个B位移传感器的读数差距是否较大，来判断夹盘带动外圈做定轴旋转运动时，两侧法兰盘是否存在歪斜，同理，通过观察位3个A位移传感器的读数差距是否较大，来判断第一内圈是否存在歪斜；另一方面，取3个B位移传感器或A位移传感器读数的平均值有利于提高检测精确度。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述夹盘为聚氨酯材质。聚氨酯材质的夹盘硬度适宜，既可以保证装夹的牢固、稳定；且相较于法兰盘来说，硬度更低，可以防止装夹时夹紧力过大而将法兰盘损坏。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述环形压板的材质为摩擦材料。使用摩擦材料制得的环形压板与第一内圈的摩擦系数大，可以防止在外圈转动时，特别是外圈开始转动的瞬间，带动第一内圈相对环形压板发生滑动摩擦，造成第一内圈表面划伤。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述底座通过地脚螺栓与地面固联。该结构一方面使检测装置的安装更加方便，同时也增加了检测装置工作时的稳定性。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述传动轴呈中空状，所述第一气缸的活塞杆设于所述传动轴内并与所述传动轴同心。该结构具有较高的空间利用率，使整个检测装置较为紧凑。

作为优化，前述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置中：所述固定板上设有两根导向杆，分别位于第二气缸的两侧，所述导向杆的上端连接有螺母。导向杆的上端设置螺母起到限位作用，防止导向杆脱离与横梁的导向配合作用。进一步，所述导向杆的下端加工有螺纹，与固定板通过螺纹联接。将固定板与导向杆下端螺接，不仅结构简单，易于实施，且使得装置搭建过程简单。

附图说明

图1是本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置的结构示意图；

图2是使用本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置检测轮毂轴承轴向负游隙时的工作状态示意图；

图3是图2中A圆内部分的结构放大图。

附图中的标记为：1-第一内圈；2-第二内圈；3-外圈；31-法兰盘；4-滚珠；5-检测装置；51-升降压板机构；511-环形压板；512-固定板； 513-第二气缸；514-支撑杆；52-旋转台；521-空心圆柱体；522-定位台；5221-螺纹孔；523-底板；524-直线导轨；525-顶板；53-底座；54-第一圆弧导轨；55-升降盘；551-连接杆；56-第一气缸；57-夹盘；571-底盘；572-压盘；58-旋转机构；581-传动轴；582-从动齿轮；583-主动齿轮；584-电机；59-第二圆弧导轨；6-保持架；7-A位移传感器；8-B位移传感器；9-横梁；91-插孔；10-导向杆；101-螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式（实施例）对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：

作为本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置的一个实施例，如图1-3所示，检测装置5包括由上至下依序同心设置的升降压板机构51、旋转台52和底座53；所述旋转台52包括空心圆柱体521，空心圆柱体521的底部和顶部分别设有底板523和顶板525；所述底板523和底座53通过第一圆弧导轨54连接，从而旋转台52可以相对底座53作定轴转动；所述底板523与旋转机构58传动连接，可由旋转机构58驱动；

所述旋转机构58包括传动轴581，传动轴581的上端与底板523连接，下端设有从动齿轮582；所述旋转机构58还包括设于底座53内的电机584，电机584的转轴上设有主动齿轮583，主动齿轮583与从动齿轮582互相啮合，形成齿轮传动；

所述空心圆柱体521的内壁上设有一组沿竖向安装的直线导轨524，所述空心圆柱体521内部设有升降盘55，升降盘55与直线导轨524的滑块固联；所述升降盘55与设于底座53内的第一气缸56的活塞杆通过平面推力轴承连接；

所述升降盘55上设有一组沿周向分布并从顶板525向上伸出的连接杆551，连接杆551上端设有用于夹持外圈3的法兰盘31的夹盘57，所述夹盘57包括与连接杆551固联的底盘571和与底盘571可拆联接的压盘572；

所述顶板525的上表面通过第二圆弧导轨59连接有可相对顶板525作定轴转动的定位台522，所述定位台522上设有一组使用螺钉固定轮毂轴承的第二内圈2的螺纹孔5221；

所述升降压板机构51包括环形压板511、固定板512和第二气缸513，所述环形压板511通过支撑杆514与固定板512固联，所述固定板512上设有至少一根导向杆10，对应的，所述横梁9上设有与导向杆10形成滑动副的插孔91；

所述环形压板511上呈120°两两间设有3个A位移传感器7，以各A位移传感器7的测量值取平均值为第一内圈1发生的位移；所述法兰盘31上呈120°两两间设有3个B位移传感器8，以各B位移传感器8的测量值取平均值为外圈3发生的位移。

所述夹盘57为聚氨酯材质。聚氨酯材质的夹盘57硬度适宜，既可以保证装夹牢固、稳定；且相较于法兰盘31来说，硬度更低，可以防止装夹时装夹力过大而将法兰盘31损坏。

所述环形压板511的材质为摩擦材料。摩擦材料目前主要用于制造刹车片和离合器片等，在机械中起到制动、传动等作用；使用摩擦材料制得的环形压板511与第一内圈1之间的摩擦系数大，可以防止在外圈3转动时，特别是外圈3开始转动的瞬间，带动第一内圈1相对环形压板511发生滑动摩擦，造成第一内圈1表面划伤。

所述底座53通过地脚螺栓与地面固联。该结构一方面使检测装置5的安装更加方便，同时，也增加了检测装置5工作时的稳定性。

所述传动轴581呈中空状，所述第一气缸56的活塞杆设于所述传动轴581内并与所述传动轴同心。该结构具有较高的空间利用率，使整个检测装置5更加紧凑。

所述固定板512上设有两根导向杆10，分别位于第二气缸513的两侧，所述导向杆10的上端连接有螺母101。导向杆10的上端设置螺母101起到限位作用，防止导向杆10脱离与横梁9的导向配合作用。进一步，所述导向杆10的下端加工有螺纹，与固定板512通过螺纹联接。将固定板512与导向杆10下端螺接，不仅结构简单，易于实施，且使得装置搭建过程简单。

所述电机584为伺服电机；所述主动轮583和从动轮582的传动比为1:3～1:5。伺服电机安装方便，配合特定的传动比，具有运转精度高，低速运行平稳，振动小，噪音低的优点。

本发明的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置可以在轮毂轴承铆装前的装配过程中对轮毂轴承轴向负游隙进行检测，检测方法如下：在轮毂轴承装配过程中，待第一内圈1、第二内圈2、外圈3、保持架6及滚珠4组装在一起，形成轮毂轴承装配单元后，将轮毂轴承装配单元固定在检测装置5上进行轴向负游隙的检测。

检测过程（步骤）具体为：

1）将组装好的轮毂轴承装配单元安装在检测装置5上，即是：将第二内圈2放置在定位台522上用螺钉固定，然后第一气缸56驱动底盘571上升，当底盘571与外圈3的法兰盘31的下端相抵时，再在底盘571上安装压盘572，夹紧外圈3；

2）由第二气缸513驱动环形压板511下压，对第一内圈1施加一个恒定的下压力，但不使第一内圈1的小端面与第二内圈2的轴肩直接接触，而是具有间隙；

3）启动电机584，带动外圈3以80rpm的转速转动，再由第一气缸56驱动外圈3下降至最低位置，然后由第一气缸56驱动外圈3上升至最高位置，记录外圈3上升过程发生的位移L1（即此时的正游隙）；

4）增加对第一内圈1的下压力，将第一内圈1沿轴向压入，使第一内圈1与第二内圈2接触（即消除间隙），记录第一内圈1压入过程的位移L2；

5）比较位移L1和L2的大小，如果，L1≥L2，则不存在负游隙，直接判为不合格，更换第一内圈1，重新检测；如果L1＜L2，则负游隙值为L1-L2，负游隙值不符合要求时，更换第一内圈1，重新检测，负游隙值符合要求时，再进入下一步装配工序（通常是铆压）。

本发明的上述检测方法在铆压（铆合装配）前的装配过程中进行，可以避免出现现有的在铆装结束后进行检测的方法所存在的问题，且可以在铆装前将不合格的轮毂轴承装配单元剔除，避免无效的铆装操作，可以提高生产效益。

上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式（包括实施例）中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (8)

1.轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：

所述检测装置（5）用于在轮毂轴承装配过程中，待第一内圈（1）、第二内圈（2）、外圈（3）、保持架（6）及滚珠（4）组装在一起，形成轮毂轴承装配单元后，将轮毂轴承装配单元固定在检测装置（5）上进行轴向负游隙的检测；

所述检测装置（5）包括由上至下依序同心设置的升降压板机构（51）、旋转台（52）和底座（53）；所述旋转台（52）包括空心圆柱体（521），空心圆柱体（521）的底部和顶部分别设有底板（523）和顶板（525）；所述底板（523）和底座（53）通过第一圆弧导轨（54）连接，从而旋转台（52）可以相对底座（53）作定轴转动；所述底板（523）与旋转机构（58）传动连接，可由旋转机构（58）驱动；

所述旋转机构（58）包括传动轴（581），传动轴（581）的上端与底板（523）连接，下端设有从动齿轮（582）；所述旋转机构（58）还包括设于底座（53）内的电机（584），电机（584）的转轴上设有主动齿轮（583），主动齿轮（583）与从动齿轮（582）互相啮合，形成齿轮传动；

所述空心圆柱体（521）的内壁上设有一组沿竖向安装的直线导轨（524），所述空心圆柱体（521）内部设有升降盘（55），升降盘（55）与直线导轨（524）的滑块固联；所述升降盘（55）与设于底座（53）内的第一气缸（56）的活塞杆通过平面推力轴承连接；

所述升降盘（55）上设有一组沿周向分布并从顶板（525）向上伸出的连接杆（551），连接杆（551）上端设有用于夹持外圈（3）的法兰盘（31）的夹盘（57），所述夹盘（57）包括与连接杆（551）固联的底盘（571）和与底盘（571）可拆联接的压盘（572）；

所述顶板（525）的上表面通过第二圆弧导轨（59）连接有可相对顶板（525）作定轴转动的定位台（522），所述定位台（522）上设有一组使用螺钉固定轮毂轴承的第二内圈（2）的螺纹孔（5221）；

所述升降压板机构（51）包括环形压板（511）、固定板（512）和第二气缸（513），所述环形压板（511）通过支撑杆（514）与固定板（512）固联，所述固定板（512）与第二气缸（513）连接，所述第二气缸（513）安装于固定设置的横梁（9）上；所述固定板（512）上设有至少一根导向杆（10），对应的，所述横梁（9）上设有与导向杆（10）形成滑动副的插孔（91）；

检测时：在所述环形压板（511）上间隔设置2至4个A位移传感器（7），以各A位移传感器（7）的测量值取平均值为第一内圈（1）发生的位移；在所述夹盘（57）或法兰盘（31）上间隔设置2至4个B位移传感器（8），以各B位移传感器（8）的测量值取平均值为外圈（3）发生的位移；

检测过程具体为：

1）将组装好的轮毂轴承装配单元安装在检测装置（5）上，即是：将第二内圈（2）放置在定位台（522）上用螺钉固定，然后第一气缸（56）驱动底盘（571）上升，当底盘（571）与外圈（3）的法兰盘（31）的下端相抵时，再在底盘（571）上安装压盘（572），夹紧外圈（3）；

2）由第二气缸（513）驱动环形压板（511）下压，对第一内圈（1）施加一个恒定的下压力，但不使第一内圈（1）的小端面与第二内圈（2）的轴肩直接接触，而是具有间隙；

3）启动电机（584），带动外圈（3）转动，再由第一气缸（56）驱动外圈（3）下降至最低位置，然后由第一气缸（56）驱动外圈（3）上升至最高位置，记录外圈（3）上升过程发生的位移L1；

4）增加对第一内圈（1）的下压力，将第一内圈（1）沿轴向压入，使第一内圈（1）与第二内圈（2）接触，记录第一内圈（1）压入过程的位移L2；

5）比较位移L1和L2的大小，如果，L1≥L2，则不存在负游隙，直接判为不合格，更换第一内圈（1），重新检测；如果L1＜L2，则负游隙值为L1-L2，负游隙值不符合要求时，更换第一内圈（1），重新检测，负游隙值符合要求时，将轮毂轴承装配单元转入下一步装配工序。

2.根据权利要求1 所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述法兰盘（31）上呈120°两两间隔安装有3个B位移传感器（8）；所述环形压板（511）上呈120°两两间隔安装有3个A位移传感器（7）。

3.根据权利要求1所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述夹盘（57）为聚氨酯材质。

4.根据权利要求1 所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述环形压板（511）的材质为摩擦材料。

5.根据权利要求1 所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述底座（53）通过地脚螺栓与地面固联。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述传动轴（581）呈中空状，所述第一气缸（56）的活塞杆设于所述传动轴（581）内并与所述传动轴（581）同心。

7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述固定板（512）上设有两根导向杆（10），分别位于第二气缸（513）的两侧，所述导向杆（10）的上端连接有螺母（101）。

8.根据权利要求7所述的轮毂轴承轴向负游隙检测用的检测装置，其特征在于：所述导向杆（10）的下端加工有螺纹，与固定板（512）通过螺纹联接。

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