本發(fā)明涉及軸承軸向游隙檢測，尤其涉及一種輪轂游隙測量裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、輪轂單元是驅(qū)動橋或前軸總成的重要組成部分，結(jié)構(gòu)上主要由輪轂殼體和軸承單元組成，其中軸承是輪轂單元的核心部件，其安裝質(zhì)量的高低決定了產(chǎn)品的性能水平；輪轂游隙是軸承安裝效果評價的核心指標之一，它的存在是為了保證輪轂軸承能夠靈活無阻滯地運轉(zhuǎn)；輪轂軸承游隙過大，將會影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度，輪轂軸承游隙過小，則容易導致軸承卡死，因此，需要測量出軸承的游隙值，保證輪轂單元的正常運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)質(zhì)量。

2、中國專利授權(quán)公告號cn101825427b，公開了輪轂軸承單元總成游隙測量方法，①、將輪轂軸承單元總成放在下浮動底座上，輪轂軸承單元總成上的螺栓插入底座螺栓孔中，使輪轂軸承單元總成固定在下浮動底座上；②、啟動液壓缸，液壓缸帶動夾緊提升裝置從兩側(cè)相向移動對輪轂軸承單元總成外法蘭盤夾緊，使夾緊提升裝置卡在輪轂軸承單元總成外法蘭盤的下端面后，再次啟動夾緊提升裝置，對輪轂軸承單元總成外法蘭盤做向上提起；③、伺服電機通過柔性聯(lián)軸器帶動旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)，主軸與下浮動底座連接，帶動內(nèi)法蘭盤進行旋轉(zhuǎn)測量，被測輪轂軸承單元總成通過夾緊提升裝置對外法蘭盤進行加載，外法蘭盤上方的萬向浮動套壓模和上負荷微動加載裝置與傳感器連接；下載荷通過設(shè)置的計算機程序給內(nèi)法蘭盤均勻加載荷，通過下浮動底座使內(nèi)法蘭盤，外法蘭盤和鋼球保持架接觸；伺服電機帶動的主軸開始旋轉(zhuǎn)，在輪轂軸承單元總成的外法蘭盤旋轉(zhuǎn)8-15圈后，傳感器采集到10,000個以上點的模擬信號，計算機接收到傳感器的模擬信號后，計算機對采集的數(shù)據(jù)進行處理，達到a極限位置，伺服電機停止旋轉(zhuǎn)，讀取數(shù)值a；啟動伺服液壓缸帶動與其連接的上浮動彈性套壓座做軸向加載動作，上浮動彈性套壓座在伺服液壓缸作用下推動輪轂軸承單元總成內(nèi)法蘭盤軸向方向運動，傳感器與輪轂軸承單元總成內(nèi)法蘭盤接觸作相對位移；④、再次啟動伺服電機帶動主軸與其連接的下浮動底座和輪轂軸承單元總成內(nèi)法蘭盤旋轉(zhuǎn)，使輪轂軸承單元總成的內(nèi)法蘭盤、外法蘭盤的滾道和鋼球保持架充分接觸，使其達到另一極限位置b；計算機采集到數(shù)據(jù)a，b兩個信號后被及時處理，上下兩次極限位移的測量數(shù)據(jù)，通過計算機處理后，游隙值直接顯示在顯示屏上；⑤、停止夾緊輪轂軸承單元總成外法蘭盤和夾緊提升裝置，輪轂軸承單元總成外法蘭盤和輪轂軸承單元總成內(nèi)法蘭盤處于靜止狀態(tài)，伺服液壓缸卸載，輪轂軸承單元總成和下浮動底座向下移動，取出輪轂軸承單元總成。

3、中國專利授權(quán)公告號cn103090835b，公開了一種模擬式汽車輪轂軸承軸向游隙測量裝置，包括工作臺、定心軸、軸向游隙檢測儀表和為待測軸承轉(zhuǎn)動提供動力的動力裝置，其特征在于：所述的定心軸通過支撐臺和工作臺固定在一起，定心軸上從左到右依次設(shè)置有用于固定待測軸承內(nèi)圈的長套筒、用于安放待測軸承的軸承套筒、用于將軸承套筒內(nèi)的待測軸承外圈壓緊固定的緊固裝置和用于固定待測軸承內(nèi)圈的短套筒，所述的軸向游隙檢測儀表安裝于軸承套筒上，所述的動力裝置通過連接裝置和軸承套筒固定在一起；所述的動力裝置包括加載體，所述的加載體通過連接裝置與軸承套筒固定在一起，所述的加載體內(nèi)部設(shè)置有連接軸，連接軸通過軸承和加載體連接在一起，所述的軸承通過軸承壓蓋和加載體連接在一起，所述的連接軸上還設(shè)置有緊固套筒。

4、上述輪轂游隙測量方法或裝置，均不能適用于不同溫度下的游隙的測量，且其試驗方法存在漏洞，不能消除軸承滾子卡死帶來的誤差。

5、隨著產(chǎn)品開發(fā)的迭代，鋁制輪轂產(chǎn)品開始走向市場；鋁制輪轂殼體與鑄鐵輪轂殼體隨溫度的變化不一致，為了更好的為鋁制輪轂的開發(fā)提供技術(shù)支持，試驗技術(shù)需要同步開發(fā)出能夠適用于不同溫度下的測量裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種輪轂游隙測量裝置，具備模擬使用環(huán)境溫度、自動測量數(shù)據(jù)，同時配有一套獨特的測試方法，具有測量精度高，測試操作簡單，能夠在輪轂開發(fā)階段滿足不同環(huán)境溫度下輪轂游隙測量需求。

2、本發(fā)明提出一種輪轂游隙測量裝置，包括可開合的汽車高低溫環(huán)境倉、電機、軸承座、三爪卡盤、樣件固定工裝、推力板以及伺服電動缸；

3、可開合的汽車高低溫環(huán)境倉包括艙體和艙蓋，可開合的汽車高低溫環(huán)境倉可方便取放待測試樣件，測試時可根據(jù)測試需要提供汽車高低溫環(huán)境倉內(nèi)的模擬環(huán)境溫度；

4、軸承座容置于艙體內(nèi)，電機坐設(shè)于可開合的汽車高低溫環(huán)境倉外，電機的輸出軸與軸承座一端傳動連接，電機為模擬測試提供動力，其設(shè)置于環(huán)境倉外事避免電機溫度影響測試效果；

5、三爪卡盤容置于艙體內(nèi)，且三爪卡盤通過螺栓固定于軸承座另一端的旋轉(zhuǎn)軸上；

6、樣件固定工裝同軸夾持于三爪卡盤的卡爪間，樣件固定工裝可對待測試樣件進行同軸限位固定；

7、伺服電動缸容置坐設(shè)于艙體內(nèi)，伺服電動缸的伸縮軸端部同軸固定于推力板后端，伺服電動缸的伸縮軸可前后伸縮，對待測試樣件施加預輸入?yún)?shù)值的推力或拉力，從伺服電動缸讀取伸縮軸的伸縮長度，可計算出待測試輪轂軸向游隙；

8、推力板前端面與樣件固定工裝端部相鄰接，且樣件固定工裝、推力板以及伺服電動缸三者同軸，推力板前端可與待測試樣件螺栓固定，待測試樣件內(nèi)部和前端又被樣件固定工裝限位固定，當伺服電動缸的伸縮軸進行伸縮時，可同步對待測試樣件進行設(shè)定壓力或拉力條件的壓縮或拉伸，就可測出待測試樣件軸向游隙。

9、電機的輸出軸通過傳動軸與軸承座的轉(zhuǎn)動軸傳動連接，電機的輸出軸、傳動軸的兩端以及軸承座的轉(zhuǎn)動軸之間為法蘭盤固定連接。

10、軸承座的轉(zhuǎn)動軸法蘭盤端轉(zhuǎn)動露設(shè)于可開合的汽車高低溫環(huán)境倉側(cè)壁外。

11、所述可開合的汽車高低溫環(huán)境倉對應軸承座一側(cè)設(shè)有軸接孔，軸承座的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動套接于該軸接孔內(nèi)。

12、該軸接孔設(shè)置于艙體對應軸承座一側(cè)側(cè)壁上；或者，該軸接孔由艙體和艙蓋對接邊上分別開設(shè)的半圓豁口對接構(gòu)成。

13、所述電機包括電機支架，電機通過電機支架固定于地面上；伺服電動缸包括電動缸支架，伺服電動缸通過電動缸支架固定連接于艙體內(nèi)底壁上。

14、所述樣件固定工裝包括圓臺形連接軸以及鎖緊螺母，鎖緊螺母螺紋連接于圓臺形連接軸前端，圓臺形連接軸后端夾持固定于三爪卡盤的卡爪間，當待測試樣件的軸承套接限位于圓臺形連接軸上后，使用鎖緊螺母螺紋連接于圓臺形連接軸上，直至鎖緊螺母與待測試樣件的半軸安裝面觸接，通過鎖緊螺母與圓臺形連接軸螺合將待測試樣件從軸向和周向都限位固定。

15、所述推力板包括擋板、法蘭、第一球軸承、套管、第二球軸承以及蓋板，法蘭上端至中部設(shè)有上三級臺階孔，且法蘭中部至下端設(shè)有倒置的下二級臺階孔，上三級臺階孔和倒置的下二級臺階孔構(gòu)成法蘭的穿孔；伺服電動缸的伸縮軸前端分別套接于蓋板、第二球軸承、套管以及第一球軸承內(nèi)，且伺服電動缸的伸縮軸前端面與擋板內(nèi)端面限位觸接，法蘭的上三級臺階孔的一級臺階面周向均勻設(shè)有至少兩個螺栓固定豁口，法蘭的上三級臺階孔和倒置的下二級臺階孔由上至下依次套接有擋板、第一球軸承、套管以及第二球軸承；擋板套接于上三級臺階孔的一級孔內(nèi)，擋板整體為圓形片材，其內(nèi)端面突設(shè)有第一凸環(huán)，該第一凸環(huán)對位與第一球軸承端面限位觸接，且擋板的內(nèi)端面外圓周與上三級臺階孔的二級臺階面懸空臨接，第一球軸承套接于上三級臺階孔的二級孔內(nèi)，且第一球軸承上下端面分別與第一凸環(huán)以及上三級臺階孔的三級臺階面觸接；第二球軸承下端觸接于倒置的下二級臺階孔的二級臺階面，套管套接于上三級臺階孔的三級臺階面和倒置的下二級臺階孔的二級臺階面之間的法蘭內(nèi)側(cè)壁上，且套管上下端面分別與第一球軸承和第二球軸承對應端面限位觸接，蓋板內(nèi)端面突設(shè)有第二凸環(huán)，第二凸環(huán)匹配觸接于第二球軸承上，蓋板的內(nèi)端面外圓周匹配覆蓋法蘭下端面，蓋板的內(nèi)端面與法蘭下端面懸空臨接，蓋板外端面對應法蘭下端面周向均勻設(shè)有至少兩顆螺栓，每顆螺栓穿過蓋板與法蘭下端面螺合固定，擋板中部螺合固定有兩個固定螺栓，擋板和伺服電動缸的伸縮軸可通過固定螺栓固定連接，組裝完成后推力板，其上的法蘭可以相對于伺服電動缸的伸縮軸相對轉(zhuǎn)動，即擋板、第一球軸承、套管、第二球軸承以及蓋板在軸向是緊密觸接的，但擋板與對位的上三級臺階孔的二級臺階面不接觸是懸空臨接的，且蓋板與對位的法蘭下端面不接觸也是懸空臨接的，擋板和蓋板不將對應的法蘭面觸接抱死，使得法蘭與輪轂的半軸安裝面螺栓連接后，法蘭可隨電機一起轉(zhuǎn)動。

16、還包括待測試輪轂樣件，其包括半軸安裝面，圓臺形連接軸套接于待測試輪轂樣件內(nèi)，圓臺形連接軸的前端露設(shè)于半軸安裝面外，鎖緊螺母外徑大于半軸安裝面的穿孔內(nèi)徑，鎖緊螺母與半軸安裝面觸接，待測試輪轂樣件通過圓臺形連接軸和鎖緊螺母螺合固定，推力板的法蘭的上三級臺階孔的一級臺階面與半軸安裝面觸接，螺栓限位嵌入螺栓固定豁口與半軸安裝面螺合固定。

17、一種輪轂游隙測量方法，運用于所述的輪轂游隙測量裝置，步驟如下：

18、s1、將待測試輪轂樣件安裝到樣件固定工裝上，并按設(shè)計數(shù)值預緊鎖緊螺母；

19、s2、打開可開合的汽車高低溫環(huán)境倉，將艙蓋吊裝至其他位置，操作伺服電動缸使其伸縮軸向遠離軸承座方向運動至最遠端，為待測試輪轂樣件和樣件固定工裝留出安裝操作空間；

20、s3、松開三爪卡盤的卡爪至合適位置，將樣件固定工裝的圓臺形連接軸后端夾持固定于三爪卡盤的卡爪內(nèi)；

21、s4、操作伺服電動缸使其伸縮軸向軸承座方向運動，當推力板上的法蘭的上三級臺階孔的一級臺階面與待測試輪轂樣件上的半軸安裝面貼合時，轉(zhuǎn)動法蘭，當法蘭的螺栓固定豁口轉(zhuǎn)動到與半軸安裝面的連接孔位對齊后，用螺栓將兩者螺合固定；

22、s5、將艙蓋吊裝復位，啟動可開合的汽車高低溫環(huán)境倉，預設(shè)試驗溫度，到達試驗溫度后恒溫持續(xù)運行4小時；

23、s6、s5完成后，啟動伺服電動缸使其伸縮軸繼續(xù)向靠近軸承座方向移動，當伺服電動缸顯示的推力數(shù)值到達500n時，停止伺服電動缸；啟動電機，以1-10轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)1-2分鐘后，旋轉(zhuǎn)1-2分鐘的目的是利用電機帶動軸頭工裝轉(zhuǎn)動，使得輪轂殼體和軸頭相對運動，避免了軸承卡死所帶來的測量誤差，停止電機，然后讀取此時伺服電動缸伸縮軸的位置數(shù)據(jù)，記錄為p1；

24、s7、s6完成后，再啟動伺服電動缸使其伸縮軸向遠離軸承座方向移動，當伺服電動缸顯示的拉力數(shù)值到達500n時，停止伺服電動缸；啟動電機，以1-10轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)1-2分鐘后，停止電機，然后讀取此時伺服電動缸伸縮軸的位置數(shù)據(jù)，記錄為p2；

25、s8、計算游隙數(shù)值：δ＝|p1-p2|，得到設(shè)定溫度下待測試輪轂樣件的游隙值。

26、有益效果

27、本發(fā)明可以模擬環(huán)境溫度，實現(xiàn)測量不同溫度下的輪轂游隙測量，可以為設(shè)計提供豐富的試驗數(shù)據(jù)，指導設(shè)計改進；同時該裝置可以實現(xiàn)游隙的全自動測量，極大的降低了由于人工經(jīng)驗不足導致的測量誤差；與試驗裝置配套的測試方法利用電機帶動軸頭工裝轉(zhuǎn)動，使得輪轂殼體和軸頭相對運動，避免了軸承卡死所帶來的測量誤差；通過該裝置及評價方法，可實現(xiàn)測量不同溫度下的輪轂游隙測量，為鋁制輪轂殼體的開發(fā)提供技術(shù)支撐，降低鋁制輪轂殼體的開發(fā)風險。