CN215338266U - 用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，包括底座、顶升机构、导向机构和游隙检测装置，导向机构和游隙检测装置均安装于底座上，顶升机构安装于导向机构上。根据轮毂轴承中隔圈制作一个工艺隔环，将工艺隔环与一组外圈、上排内组件和下排内组件合套在一起，形成合套工件，检测加入工艺隔环后组件的轴向位移量，根据工艺隔环的尺寸减去该位移量得到轮毂单元的负游隙值，根据检测的负游隙值选取合适尺寸的隔圈，将这组外圈、上排内组件、下排内组件和选取的隔圈装配成合格的轮毂轴承。本实用新型实现了商用车轮毂轴承负游隙值检测，测量精度高、效率高、可靠性高，保证了轮毂单元的装配质量。

Description

用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测商用车轮毂轴承负游隙值的装置，属于轮毂单元负游隙检测技术领域。

背景技术

商用车轮毂轴承的结构，如图1所示，包括外圈1、上排内圈2和下排内圈5，外圈1与上排内圈2之间分布有上排滚子3，外圈1与下排内圈5之间分布有下排滚子4，上排内圈2和下排内圈5之间设置有隔圈6。

轮毂单元的可靠性决定了机动车辆的安全性能。商用车(如卡车)轮毂单元的可靠性更是决定其能够长时间安全工作的关键。轮毂单元的装配质量将影响商用车的工作寿命。其中，轮毂轴承的负游隙值直接影响了轮毂单元的使用寿命与可靠性。过大的负游隙值将使滚道与滚子的接触应力过大而产生早起疲劳；反之，负游隙不足将使滚子在松旷滚道中运行从而产生不良振动。合理的负游隙区间使评估轮毂单元装配质量的重要指标。

商用车轮毂相对于普通机动车轮毂有其特殊性，其轮毂轴承将承受更大载荷、更长工作时间以及更恶劣的运行环境。商用车轮毂单元主要采用滚子轴承以及尺寸更大的内圈、外圈及法兰盘等配件。由于这些特殊性，传统轮毂单元负游隙检测方式将不能满足商用车轮毂轴承负游隙值的有效检测。例如，检测卸载力的传统方式可能在预紧过程中造成轴承钢球的损伤，影响装配质量。此外，传统方式一般用于钢球轴承而不适用于滚子轴承，从而不适用商用车轮毂单元。由于商用车轮毂单元无法直接测量正游隙值和压装内圈下降位移，检测压装位移的传统方法也不适用于商用车轮毂单元。

实用新型内容

本实用新型针对商用车轮毂单元中轴承负游隙测量问题，提供一种用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，以能够高效、准确地测量商用车轮毂单元中轴承的负游隙值。

本实用新型的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，采用以下技术方案：

该负游隙测量装置，包括底座、顶升机构、导向机构和游隙检测装置，导向机构和游隙检测装置均安装于底座上，顶升机构安装于导向机构上。

所述导向机构包括导向板、第一游隙检测顶升气缸和第二游隙检测顶升气缸，两个游隙检测顶升气缸安装于底座上，其活塞杆分别连接导向板的一侧。

所述顶升机构包括浮动座、正位机构、下配重气缸、检测顶升座和外圈定位止口座，浮动座安装于导向机构(导向板)上，正位机构包括游隙检测转盘与下部转动机构，游隙检测转盘与下部转动机构连接，游隙检测转盘与下配重气缸的活塞杆连接，下配重气缸安装在浮动座上，外圈定位止口座安装在浮动座上，检测顶升座安装在游隙检测转盘上。所述下部转动机构包括下部电机和同步带传动机构。

所述游隙检测装置包括上支撑架、上部压紧装置、游隙主轴和位移传感器，上支撑架安装在底座上，上部压紧装置和位移传感器安装在上支撑架上，游隙主轴通过滑套安装在上支撑架上并与上部转动机构连接，上部转动机构安装在上支撑架上，上部压紧装置包括上配重气缸和配重块，配重块连接在上配重气缸的活塞杆上并处于游隙主轴上方，游隙主轴的下部安装有游隙压紧头与游隙上部测头座。所述上部转动机构包括下部电机和同步带传动机构。

根据轮毂轴承中隔圈制作一个工艺隔环(工艺隔环厚度为定值)，将工艺隔环与一组外圈、上排内组件和下排内组件合套在一起(上排内圈与上排滚子装在一起称为上排内组件，下排内圈与下排滚子装在一起称为下排内组件)，形成一个合套工件。再检测加入工艺隔环后组件的轴向位移量，根据工艺隔环的尺寸减去该位移量得到轮毂单元的负游隙值，然后拆除工艺隔环。每次负游隙检测采用统一的工艺隔环，由负游隙调整至正游隙，然后测量正游隙值，根据正游隙值与工艺隔环的厚度计算出轮毂单元的负游隙值。根据检测的负游隙值选取合适尺寸的隔圈，将这组外圈、上排内组件、下排内组件和选取的隔圈装配成合格的轮毂轴承。

本实用新型实现了商用车轮毂轴承负游隙值检测，测量精度高、效率高、可靠性高，检测过程实现了全自动化无人操作。该设备能够筛选出质量合格的装配轮毂单元，保证了轮毂单元的装配质量，提升了商用车运行的安全性与可靠性。

附图说明

图1是现有商用车轮毂单元的结构示意图。

图2是本实用新型用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置的上部结构示意图。

图3是本实用新型用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置的下部结构示意图。

其中：1.外圈，2.上排内圈，3.上排滚子，4.下排滚子，5.下排内圈，6.隔圈；

7.底座，8.上支撑架，9.轴承座，10.上部电机，11.上配重气缸，12.上部传感器连接块，13.主配重块，14.游隙压紧头，15.游隙上部测头座，16.位移传感器；

17.导向板，18.第一游隙检测顶升气缸，19.第一顶升气缸连接块，20.第二游隙检测顶升气缸，21.第二顶升气缸连接块，22.第一浮动拉板，23.第一浮动接头，24.第二浮动拉板，25.第二浮动接头，26.调整板，27.浮动座，28.下顶升支撑轴，29.检测顶升座，30.安装盘，31.外圈定位止口座，32.游隙检测转盘，33.下部电机，34.安装板，35.下配重气缸；36.游隙主轴，37.合套工件。

具体实施方式

本实用新型用于检测商用车轮毂单元的负游隙值，整体思路是根据轮毂轴承中隔圈6设计图纸的外形和尺寸制作一个工艺隔环，将工艺隔环与一组外圈1、上排内组件和下排内组件合套在一起(上排内圈2与上排滚子3装在一起称为上排内组件，下排内圈5与下排滚子4装在一起称为下排内组件)，形成一个合套工件37(参见图2)，检测该合套工件37的负游隙值。工艺隔环的轴向尺寸已知，测量上排内圈2和下排内圈5外侧两个端面之间的距离，根据该距离值减去工艺隔环7的轴向尺寸，得到轮毂单元的负游隙值。

本实用新型的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置如图2和图3所示，包括底座7、顶升机构、导向机构和游隙检测装置，导向机构和游隙检测装置均安装于底座7上，顶升机构安装于导向机构上。

参见图3，导向机构包含导向板17、第一游隙检测顶升气缸18和第二游隙检测顶升气缸20，第一游隙检测顶升气缸18通过第一顶升气缸连接块19安装于底座7上，第一顶升气缸连接块19通过第一浮动接头23连接第一浮动拉板22，第一浮动拉板22安装于导向板17之下。第二游隙检测顶升气缸20通过第二顶升气缸连接块21安装于底座7上，第二顶升气缸连接块21通过第二浮动接头25与第二浮动拉板24相连，第二浮动拉板24安装于导向板17上。

顶升机构包括浮动座27、正位机构、下配重气缸35、检测顶升座29和外圈定位止口座31。浮动座27通过下顶升支撑轴28安装于导向板17上，浮动座27上安装有调整板26。检测顶升座29和外圈定位止口座31分别用于固定合套工件37的外圈1和下排内圈5，外圈定位止口座31安装在调整板26的上部，检测顶升座29通过安装盘30与正位机构的游隙检测转盘32相连。正位机构包括游隙检测转盘32与下部电机33，游隙检测转盘32安装于安装板34上，游隙检测转盘32与下部电机33通过同步带传动相连。下配重气缸35安装在调整板26上。安装板34与下配重气缸35的活塞杆连接。下配重气缸35带动安装板34、游隙检测转盘32以及检测顶升座29一起升降，外圈定位止口座31由导向机构(第一游隙检测顶升气缸18和第二游隙检测顶升气缸20)带动升降。

参见图2，游隙检测装置包括上支撑架8、上部压紧装置、游隙主轴36和位移传感器16，上支撑架8固定安装在底座7上，上部压紧装置、游隙主轴36和位移传感器16安装在上支撑架8上，本实用新型采用直线位移传感器测量位移，具体采用的是线性可变差动变压器LVDT位移传感器。游隙主轴36通过轴承座9内的轴套竖向安装在上支撑架8上，游隙主轴36在轴套内可上下滑动，上支撑架8上安装有上部电机10，游隙主轴36与上部电机28之间通过同步带传动相连。上部压紧装置包括上配重气缸11、压力传感器和主配重块13，压力传感器和主配重块13安装于上部传感器连接块12内部，上部传感器连接块12与上配重气缸11的活塞杆连接。游隙主轴36的下部安装有游隙压紧头14与游隙上部测头座15，用于压紧与固定合套工件37。上配重气缸11是压紧和配重提升气缸，用于对游隙主轴36的配重和压紧。上端游隙测量时，上配重气缸11动作，使主配重块13(通过上部传感器连接块12)压在游隙主轴36上(游隙主轴36与上配重气缸11之间无连接，只是通过主配重块13压在游隙主轴36上端)，压紧力可通过调整此气缸进气端调压阀进行控制，并由压力传感器监测，游隙主轴36向下滑动，顶升机构顶升外圈1时，使整个合套工件37靠在外圈定位止口座31上，游隙主轴36随着上排内圈2被顶起。

上述负游隙测量装置的运行过程如下所述。

合套工件37输送至检测工位，处于上部压紧装置和顶升机构之间，然后进行负游隙测量。

在游隙检测时，首先启动第一游隙检测顶升气缸18、第二游隙检测顶升气缸20和上配重气缸11。第一游隙检测顶升气缸18和第二游隙检测顶升气缸20分别通过第一浮动拉板22和第二浮动拉板24带动导向板17升起，顶升机构随着导向板17升起，使合套工件37中的外圈1(具体是外圈1的下端)置于外圈定位止口座31中。上配重气缸11带动主配重块13(置于上部传感器连接块12内)下降到位，压紧并推动游隙主轴36下降，游隙主轴36底部的游隙压紧头14压紧合套工件37的外圈1(具体是外圈1的上端)，游隙上部测头座15固定住上排内圈2，通过游隙压紧头14和游隙上部测头座15固定压紧合套工件37的上部。此时合套工件37被压紧在外圈定位止口座31与游隙主轴36之间。然后启动上部电机10，带动游隙主轴36以30rpm旋转，上排内圈2同时转动，转动的同时位移传感器16采集数值。完成整圈转动后，通过取平均值得到第一次测量值。

第一次测量完成后，上配重气缸11保持原位，主配重块13仍然压紧游隙主轴36，游隙上部测头座15仍然固定住上排内圈2，外圈定位止口座31仍然顶住外圈1。启动下配重气缸35，使检测顶升座29顶升到位，固定住下排内圈5，下配重气缸35的顶升力大于游隙主轴36的压紧力(上配重气缸11的输出力和主配重块13的重力之和)，其差值等于测量需要的压紧力。合套工件37内设置工艺隔环确保为正游隙，检测顶升座29顶升到位后上排内圈2和下排内圈5的端面是接触的，两排内圈端面间存在摩擦力。然后启动下部电机33，游隙检测转盘32以及检测顶升座29随之转动。下排内圈5随着检测顶升座29转动。当下排内圈5转动时，上排内圈2和下排内圈5端面间的摩擦力会驱动上排内圈2转动，使上排内圈2和下排内圈5同时转动。为确保上排内圈2和下排内圈5转动同步且不产生相对运动，可以控制上部感应电机23与下部电机33同步转动(转速30rpm)。边转动位移传感器16边采集数值。完成整圈旋转后，通过取平均值得到第二次测量值。第二次测量完成后，上配重气缸11回位，带动主配重块13上升到位；下配重气缸35均回位，检测顶升座29下降到位；第一游隙检测顶升气缸18和第二游隙检测顶升气缸20回位，带动外圈定位止口座31下降到位。

通过两次测量值的差值得到轴向位移量，根据工艺隔环的尺寸减去该位移量得到轮毂轴承的负游隙值。

Claims (6)

1.一种用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：包括底座、顶升机构、导向机构和游隙检测装置，导向机构和游隙检测装置均安装于底座上，顶升机构安装于导向机构上。

2.根据权利要求1所述的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：所述导向机构包括导向板、第一游隙检测顶升气缸和第二游隙检测顶升气缸，两个游隙检测顶升气缸安装于底座上，其活塞杆分别连接导向板的一侧。

3.根据权利要求1所述的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：所述顶升机构包括浮动座、正位机构、下配重气缸、检测顶升座和外圈定位止口座，浮动座安装于导向机构上，正位机构包括游隙检测转盘与下部转动机构，游隙检测转盘与下部转动机构连接，游隙检测转盘与下配重气缸的活塞杆连接，下配重气缸安装在浮动座上，外圈定位止口座安装在浮动座上，检测顶升座安装在游隙检测转盘上。

4.根据权利要求3所述的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：所述下部转动机构包括下部电机和同步带传动机构。

5.根据权利要求1所述的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：所述游隙检测装置包括上支撑架、上部压紧装置、游隙主轴和位移传感器，上支撑架安装在底座上，上部压紧装置和位移传感器安装在上支撑架上，游隙主轴通过滑套安装在上支撑架上并与上部转动机构连接，上部转动机构安装在上支撑架上，上部压紧装置包括上配重气缸和配重块，配重块连接在上配重气缸的活塞杆上并处于游隙主轴上方，游隙主轴的下部安装有游隙压紧头与游隙上部测头座。

6.根据权利要求5所述的用于商用车轮毂单元的负游隙检测装置，其特征是：所述上部转动机构包括下部电机和同步带传动机构。

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