CN114061983A - 一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，包括机架，其特点是，在机架台面上设承力座、支撑座、过程监控仪表安装支架、拉压传感器、过渡套、导向套座、导向套、顶杆、支撑座、隔套、轴头、测量盘、内位移传感器、外位移传感器、传感器安装支架、轴头螺母、监控仪表；该装置通过施加扭矩，实时检测出不同扭矩下产生的轴向力的大小及在轴向力作用下轴承产生的轴向位移的数据；根据实测数据，制定出大致装配工艺参数，并进行实验验证，根据实验结果确定出合理的工艺参数，以保证轮毂装配质量，降低了操作者劳动强度。

Description

一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置

技术领域

本发明涉及装配技术领域，具体地讲是一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置；可广泛用于装配螺栓扭矩与其产生的轴向力测量及轴向力与轴承轴向变形的检测；通过轴向力的量化检测，为装配联接的可靠性提供数据支持；通过螺母扭矩产生轴向力，使内外侧轴承均有一个轴向位移，检测出轴承轴向位移变化情况，保证轴承装配间隙合理性。

背景技术

轮毂是汽车行驶系中的一个重要部件，用于安装汽车轮胎，轮毂内部有两个锥轴承，轮毂通过锥轴承套装于桥壳轴头上，汽车最终是靠安装在轮毂上的轮胎支撑并行驶；轮毂工作环境非常恶劣，要保证汽车正常行驶，除考虑设计、加工、润滑等方面的因素外，对轮毂装配于桥壳上时两轴承轴向游隙的控制也是非常关键；目前各汽车零部件生产商进行的轮毂装配普遍采用的方式是根据经验，对轮毂装配用轴头螺母施加一个经验扭矩，然后转一下轮毂，感觉一下轮毂的松紧程度，至于这个扭矩能产生多大的轴向力以及在轴向力作用下，轴承轴向游隙如何，都是一个未知数。汽车使用过程中一旦出现问题，由于预先没有检测手段，也就没有可靠的数据支撑，很难说明故障发生的主要原因。各零部件生产厂商一直在探索如何避免这种装配不合格故障发生，其中最常用的方式是控制零部的加工精度，如提高轮毂尺寸精度、提高轴承的精度等级，这无疑增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术存在的不足，而提供一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置；主要解决现有轮毂装配过程中工艺参数的制定完全凭经验的问题。

本发明提供的技术方案是：一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，包括机架，其特殊之处在于，所述的机架台面上设承力座、支承座和过程监控仪表安装支架；所述的承力座上设压力传感器座，压力传感器座与压力传感器一端相连，压力传感器另一端与过渡套一端相连；所述的支撑座上设导向套座、导向套、轴头，导向套座与导向套过盈配合，压装在一起，在导向套内设顶杆，顶杆在导向套内自由轴向滑动；所述的顶杆一端与过渡套另一端相连；所述的轴头上设隔套、轮毂、内侧轴承、外侧轴承、测量盘、轴头螺母；所述的隔套一侧端面与顶杆另一端的端面贴合，并与轴头法兰端面留有一定间隙，隔套另一侧端面与内侧轴承端面贴合，所述的外侧轴承端面与测量盘一端贴合，测量盘另一端与轴头螺母端面贴合；

所述的隔套上设内位移传感器，内位移传感器与轮毂端面贴合并有压缩量；所述的轮毂上设位移传感器支架，位移传感器支架上设外位移传感器，外位移传感器与测量盘贴合，并有压缩量；

所述的过程监控仪表安装支架上设过程监控仪表；所述的压力传感器、内位移传感器、外位移传感器均通过数据线与过程监控仪表相联。

优选地，所述的导向套及导向套座一体件上设置有润滑油加注孔。

优选地，所述的在轴头上设孔，隔套上设长圆孔，二者的孔内安装销止转。

优选地，所述的轴头上设内侧轴承内圈和外侧轴承内圈，所述的内侧轴承内圈与隔套贴合，外侧轴承内圈与测量盘贴合。

优选地，所述的支撑座上设限位孔。

本发明的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，有两个功能：

1、通过在轴头螺母上施工不同的扭矩，将其产生的轴向力传递给压力传感器，从而在过程监控仪表显示出轴向力的大小；

2、在轴向力作用下，通过内位移传感器的伸缩检测出内侧轴承产生的轴向位移，外位移传感器检测出产生的总轴向位移，并运用“差值法”进行运算，得出外侧轴承产生的轴向位移，并在过程监控仪表显示。

本发明的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，可以根据输入轴头螺母扭矩，分析出扭矩与轴向力、轴承轴向位移之间的数量关系，再进行轮毂疲劳寿命实验，找出最优的螺母扭矩范围，应用于轮毂装配。

本发明的有益效果，1、通过检测数据，结合轮毂疲劳寿命实验，使制定的工艺参数更科学；2、通过采用精度、灵活度更高的检测仪器，使检测数据更接近于现实，保证了装配一致性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2的局部放大图。

图中：1机架，2承力座，3过程监控仪表，4压力传感器座，5压力传感器，6过渡套，7导向套座，8导向套，9顶杆，10隔套，11销，12轴头，13测量盘，14支承座，15位移传感器支架，16外位移传感器，17连接板，18内位移传感器，19轮毂，20外侧轴承，21内侧轴承，22过程监控仪表安装支架，23轴头螺母。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明，所举实施例仅用于解释本发明，并非用于限制本发明的保护范围。

如图1、2、3所示，一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，包括机架1，在机架1台面上固定安装承力座2、支承座14、过程监控仪表安装支架22；为保证系统刚性，承力座2与支承座14之间用连接板17固定为一体；支承力座2上安装压力传感器座4，压力传感器相连5一端与压力传感器座4相连，另一端与过渡套6的一端相连；

支撑座14上安装导向套座7和轴头12，轴头12轴承位按产品设计尺寸加工；导向套座7内压装导向套8，二者过盈配合，压装在一起，在导向套8内安装顶杆9，顶杆9在导向套8内可自由轴向滑动；顶杆9一端与过渡套6另一端相连，为减小磨擦阻力，影响轴向力检测，顶杆9、导向套8采用磨削工艺，控制其粗糙度，并在导向套8及导向套座7上设置有润滑油加注孔；为防止顶杆9转动，在支撑座14上开设限位孔；在轴头12上套装隔套10，为防止隔套10转动，在轴头12加工孔、隔套10上加工长圆孔，安装销11止转；隔套10端面与顶杆9另一端面贴合，隔套10与轴头12法兰端面留有一定间隙；将轮毂19、测量盘13套装在轴头12上，轴头螺母23拧在轴头12上，在轴头12上安装内侧轴承21和外侧轴承20，同时在轴头12上安装内侧轴承21内圈和外侧轴承20内圈，内侧轴承21内圈与隔套10贴合，外侧轴承20内圈与测量盘13贴合；轴头螺母23与测量盘13贴合；

在隔套10上安装内位移传感器18，内位移传感器18与轮毂19端面贴合并有一定的压缩量；在轮毂19上安装位移传感器支架15，位移传感器支架15上安装外位移传感器16，外位移传感器16与测量盘13贴合，并有一定的压缩量；隔套10尺寸需要进行形变计算，以防止隔套10变形量过大而影响位移测量精度，隔套10的受力变形量不得大于位移传感器的测量精度，计算载荷按设计给定；

另外，加工时需控制所有相关的相互贴合工件的端面与轴线的垂直度，以保证接触的稳定性；

在过程监控仪表安装支架22上安装过程监控仪表3；将压力传感器5、内位移传感器18、外位移传感器16均通过数据线与过程监控仪表3相连。

本发明的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，其工作过程如下：人工将轮毂19套装至轴头12上，套装测量盘13，拧上轴头螺母23，用定值扳手对轴头螺母23施加一确定扭矩，这时由扭矩产生的轴向力经测量盘13→外侧轴承20→轮毂19→内侧轴承21→隔套10→顶杆9→压力传感器5→过程监控仪表3，从而在过程监控仪表3显示出轴向力的大小；同时内位移传感器18、外位移传感器16的位移将轴承位移传递给过程监控仪表3，并在仪表上显示。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的技术特征都属于现有技术。尽管对本发明专利的实施方式进行了描述，但是本发明并不局限于上述具体的实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员均可以在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出更多的形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，包括机架（1），其特征在于，所述的机架（1）台面上设承力座（2）、支承座（14）和过程监控仪表安装支架（22）；所述的承力座（2）上设压力传感器座（4），压力传感器座（4）与压力传感器（5）一端相连，压力传感器（5）另一端与过渡套（6）一端相连；所述的支撑座（14）上设导向套座（7）、导向套（8）、轴头（12），导向套座（7）与导向套（8）过盈配合，压装在一起，在导向套（8）内设顶杆（9），顶杆（9）在导向套（8）内自由轴向滑动；所述的顶杆（9）一端与过渡套（6）另一端相连；所述的轴头（12）上设隔套（10）、轮毂（19）、内侧轴承（21）、外侧轴承（20）、测量盘（13）、轴头螺母（23）；所述的隔套（10）一侧端面与顶杆（9）另一端的端面贴合，并与轴头（12）法兰端面留有一定间隙，隔套（10）另一侧端面与内侧轴承（21）端面贴合，所述的外侧轴承（20）端面与测量盘（13）一端贴合，测量盘（13）另一端与轴头螺母（23）端面贴合；

所述的隔套（10）上设内位移传感器（18），内位移传感器（18）与轮毂（19）端面贴合并有压缩量；所述的轮毂（19）上设位移传感器支架（15），位移传感器支架（15）上设外位移传感器（16），外位移传感器（16）与测量盘（13）贴合，并有压缩量；

所述的过程监控仪表安装支架（22）上设过程监控仪表（3）；所述的压力传感器（5）、内位移传感器（18）、外位移传感器（16）均通过数据线与过程监控仪表（3）相联。

2.根据权利要求1所述的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，其特征在于，所述的导向套（8）及导向套座（7）一体件上设置有润滑油加注孔。

3.根据权利要求1所述的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，其特征在于，所述的在轴头（12）上设孔，隔套（10）上设长圆孔，二者的孔内安装销（11）止转。

4.根据权利要求1或3所述的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，其特征在于，所述的轴头（12）上设内侧轴承（21）内圈和外侧轴承（20）内圈，所述的内侧轴承（21）内圈与隔套（10）贴合，外侧轴承（20）内圈与测量盘（13）贴合。

5.根据权利要求1所述的一种通过施加扭矩实时检测轮毂轴向力及轴承位移的装置，其特征在于，所述的支撑座（14）上设限位孔。

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