一种汽车水泵轴连轴承径向游隙测量设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车水泵轴连轴承径向游隙测量设备。现有水泵轴连轴承游隙测量仪器无法满足当下自动化批量生产的要求。本发明包括进料口、第一光电传感器、上料机构、滚道、径向游隙测量机构和机器床身；上料机构设置在进料口的输出端和滚道的输入端之间，第一光电传感器设置在进料口输出端；径向游隙测量机构设置在滚道的输出端；第二光电传感器设置在滚道输出端；进料口输出端和滚道的输出端还设有接收器，两个接收器分别接收第一光电传感器和第二光电传感器的信号。本发明可与生产流水线接轨，实现自动化测量，保证了测量的精度以及大批量生产的要求。
【专利说明】
一种汽车水泵轴连轴承径向游隙测量设备
技术领域
[0001 ]本发明属于测量技术领域，涉及轴承游隙检测设备，具体涉及一种汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备。
【背景技术】
[0002]汽车水栗轴连轴承是汽车水栗的关键部件之一，其性能及稳定性直接影响发动机冷却系统的工作效率。轴连轴承游隙是轴承的重要参数指标之一，它直接影响轴承的磨损、噪声、疲劳寿命、运转精度等。
[0003]在轴承游隙检测方面，国外轴承公司大力开发和应用轴承自动检测设备，少数发达国家已经实现轴承生产和检测的自动化。而在我国的轴承生产企业中，多数企业的轴承检测还停留在手工作业阶段，不仅劳动强度大，而且效率低下，检测精度受人为因素影响较大，可靠性较差，严重制约轴承的批量生产。目前市面上有不少水栗轴连轴承游隙测量仪器，但绝大多数测量设备需要人工将待测轴承固定好，且一次测量的数量有限，效率低下，无法满足当下自动化批量生产的要求。同时现有轴承的出厂检测模式主要为随机抽检，无法保证每个生产轴承的游隙参数达到设计要求。因此，亟需一种能够实现汽车水栗轴连轴承径向游隙自动化检测的高精度、高效率测量设备。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有汽车水栗轴连轴承游隙检测设备的不足，设计一种能与轴承生产线接轨的自动游隙测量设备，快速、精准地测量水栗轴连轴承的径向游隙，克服现有水栗轴连轴承径向游隙检测中无法全检，同一性较差，效率低的三大问题，满足企业的需求。
[0005]本发明包括进料口、第一光电传感器、上料机构、滚道、径向游隙测量机构和机器床身。所述滚道的两端通过钢架固定在四根立柱上;滚道的输入端宽度大于输出端宽度，且输出端宽度为50?5 5mm;滚道的输出端开设有V型槽;所述的进料口通过钢架固定在其中两根立柱上；四根立柱均通过螺栓固定在机器床身上。所述上料机构设置在进料口的输出端和滚道的输入端之间，第一光电传感器设置在进料口输出端;所述的径向游隙测量机构设置在滚道的输出端;第二光电传感器设置在滚道输出端，并固定在立柱上;进料口输出端和滚道的输出端还设有接收器，两个接收器分别接收第一光电传感器和第二光电传感器的信号。
[0006]所述的上料机构包括上料电机、电机支座、上料轮和轴承支座。电机支座和轴承支座均通过螺栓固定在立柱上;所述的上料轮两端均设有一体成型的轴段，一端轴段通过轴承支承在电机支座上，另一端轴段通过轴承支承在轴承支座上;所述的上料电机通过螺钉固定在电机支座上，上料电机的输出轴与上料轮支承在电机支座上的轴段固定。上料轮设有沿周向均布的多块支承块，支承块的两端均设有支承爪。
[0007]所述的径向游隙测量机构包括加载载荷机构、固定平板、压紧机构、第一位移传感器、第二位移传感器和传感器控制机构。
[0008]所述的加载载荷机构包括第一加载载荷油缸、第一待测轴承固定块、第二加载载荷油缸和第二待测轴承固定块。所述的第一加载载荷油缸通过螺栓固定在横梁上;横梁通过螺栓固定在两根立柱上;第一待测轴承固定块与第一加载载荷油缸的活塞杆通过螺纹连接;第二加载载荷油缸通过螺栓固定在固定平板上；固定平板与两根立柱焊接;第二待测轴承固定块与第二加载载荷油缸的活塞杆通过螺纹连接;第一加载载荷油缸和第二加载载荷油缸同轴设置;第一待测轴承固定块和第二待测轴承固定块的内端面为弧形面。
[0009]所述的压紧机构包括第一压紧油缸、第一柱体、第一压紧轴、第二压紧油缸、第二柱体和第二压紧轴。所述的第一柱体和第二柱体均与立柱间隙配合;第一柱体和第二柱体的内部均通过螺钉固定控制旋转电机，两端分别通过螺钉固定压紧端盖和固定后盖;第一压紧油缸的活塞杆与第一柱体上的固定后盖通过螺纹连接，第二压紧油缸的活塞杆与第二柱体上的固定后盖通过螺纹连接;第一压紧油缸和第二压紧油缸均通过螺栓固定在立柱上，且第一压紧油缸和第二压紧油缸同轴设置;所述的第一压紧轴通过轴承支承在第一柱体上;第二压紧轴通过轴承支承在第二柱体上;第一压紧轴和第二压紧轴的内端均伸出压紧端盖外，且第一压紧轴和第二压紧轴相对第一加载载荷油缸的中心轴线对中设置;所述第一压紧轴和第二压紧轴的内端顶部均开设有轴段支承槽，轴段支承槽的底部开设锥孔，锥孔表面设有压力传感器。
[0010]两个传感器控制机构分设在其中一根立柱两侧;所述的传感器控制机构包括控制移动电机、传感器支座、齿轮、齿条、底座和轨道。底座焊接在立柱上;所述的齿条和轨道均通过螺栓固定在底座上，且均与传感器支座构成滑动副;控制移动电机通过螺钉固定在传感器支座上;所述的齿轮固定在控制移动电机的输出轴上，并与齿条啮合;底座两端均焊接缓冲块;第一位移传感器通过螺钉固定在一个传感器控制机构的传感器支座上，第二位移传感器通过螺钉固定在另一个传感器控制机构的传感器支座上。第一位移传感器、第二位移传感器、第一加载载荷油缸、第二加载载荷油缸、第一压紧轴和第二压紧轴的中心轴线共面。
[0011]所述电机支座和轴承支座上的轴承均通过轴承端盖轴向定位。
[0012]所述的第一位移传感器、第二位移传感器和压力传感器将检查信号传给控制模块，接收器接收第一光电传感器和第二光电传感器的检查信号后传给控制模块;控制模块控制上料电机、第一加载载荷油缸、第二加载载荷油缸、控制旋转电机、第一压紧油缸、第二压紧油缸和控制移动电机动作。
[0013]本发明的有益效果:
[0014]本发明针对现有水栗轴连轴承径向游隙检测中无法全检，同一性较差，效率低的三大问题，提出了一种水栗轴连轴承径向游隙测量设备，设计了水栗轴连轴承径向游隙检测仪的上料机构，能够与水栗轴连轴承生产线无缝连接;设计了轴连轴承径向游隙检测主体，能够快速、自动、精确地测量水栗轴连轴承径向游隙值，实现自动化测量，保证了测量的精度以及大批量生产的要求。本发明适用于WR，WB等各类水栗轴连轴承型号。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的侧视图；
[0016]图2为本发明的整体结构立体图；
[0017]图3为本发明中上料机构的结构示意图；
[0018]图4为本发明中上料机构的结构立体图；
[0019]图5为本发明中径向游隙测量机构的结构剖视图；
[0020]图6为本发明中压紧机构的结构立体图；
[0021 ]图7为本发明中加载载荷机构的结构立体图；
[0022]图8为本发明中传感器控制机构的结构示意图；
[0023]图9为本发明中传感器控制机构的结构立体图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]如图1和图2所示，一种汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备，包括进料口 2、第一光电传感器3、上料机构4、滚道5、径向游隙测量机构6和机器床身7。滚道5的两端通过钢架固定在四根立柱上;滚道5的输入端宽度大于输出端宽度，且输出端宽度为50?55mm，根据待测轴承外圈长度设计;滚道5的输出端开设有V型槽;进料口 2通过钢架I固定在其中两根立柱上；四根立柱均通过螺栓固定在机器床身7上。上料机构4设置在进料口 2的输出端和滚道5的输入端之间，第一光电传感器3设置在进料口2输出端;径向游隙测量机构6设置在滚道5的输出端;第二光电传感器设置在滚道5输出端，并固定在立柱上;进料口 2输出端和滚道5的输出端还设有接收器，两个接收器分别接收第一光电传感器3和第二光电传感器的信号。
[0026]如图3和图4所示，上料机构4包括上料电机8、电机支座9、上料轮10和轴承支座11。电机支座9和轴承支座11均通过螺栓固定在立柱上;上料轮10两端均设有一体成型的轴段，一端轴段通过轴承支承在电机支座9上，另一端轴段通过轴承支承在轴承支座11上；电机支座9和轴承支座11上的轴承均通过轴承端盖轴向定位;上料电机8通过螺钉固定在电机支座上，上料电机8的输出轴与上料轮10支承在电机支座9上的轴段固定。上料轮10设有沿周向均布的六块支承块，支承块的两端均设有支承爪。
[0027 ]如图5、图6、图7、图8和图9所示，径向游隙测量机构6包括加载载荷机构、固定平板12、压紧机构、第一位移传感器18、第二位移传感器22和传感器控制机构。
[0028]加载载荷机构包括第一加载载荷油缸21、第一待测轴承固定块19、第二加载载荷油缸13和第二待测轴承固定块14。第一加载载荷油缸21通过螺栓固定在横梁20上;横梁20通过螺栓固定在两根立柱上;第一待测轴承固定块19与第一加载载荷油缸21的活塞杆通过螺纹连接;第二加载载荷油缸13通过螺栓固定在固定平板12上；固定平板12与两根立柱焊接;第二待测轴承固定块14与第二加载载荷油缸13的活塞杆通过螺纹连接;第一加载载荷油缸21和第二加载载荷油缸13同轴设置;第一待测轴承固定块19和第二待测轴承固定块14的内端面为弧形面。
[0029]压紧机构包括第一压紧油缸17、第一柱体15、第一压紧轴16、第二压紧油缸24、第二柱体25和第二压紧轴23。第一柱体15和第二柱体25均与立柱间隙配合;第一柱体15和第二柱体25的内部均通过螺钉固定控制旋转电机，两端分别通过螺钉固定压紧端盖和固定后盖;第一压紧油缸17的活塞杆与第一柱体15上的固定后盖通过螺纹连接，第二压紧油缸24的活塞杆与第二柱体25上的固定后盖通过螺纹连接;第一压紧油缸17和第二压紧油缸24均通过螺栓固定在立柱上，且第一压紧油缸17和第二压紧油缸24同轴设置;第一压紧轴16通过轴承支承在第一柱体15上;第二压紧轴23通过轴承支承在第二柱体25上;第一压紧轴16和第二压紧轴23的内端均伸出压紧端盖外，且第一压紧轴16和第二压紧轴23相对第一加载载荷油缸21的中心轴线对中设置;第一压紧轴16和第二压紧轴23的内端顶部均开设有轴段支承槽，轴段支承槽的底部开设锥孔，锥孔表面设有压力传感器。
[0030]两个传感器控制机构分设在其中一根立柱两侧;传感器控制机构包括控制移动电机26、传感器支座27、齿轮28、齿条29、底座30和轨道31。底座30焊接在立柱上；齿条29和轨道31均通过螺栓固定在底座30上，且均与传感器支座27构成滑动副;控制移动电机26通过螺钉固定在传感器支座27上;齿轮28固定在控制移动电机26的输出轴，并与齿条29啮合;底座30两端均焊接缓冲块，对传感器支座27起限位和缓冲作用；第一位移传感器18通过螺钉固定在一个传感器控制机构的传感器支座27上，第二位移传感器22通过螺钉固定在另一个传感器控制机构的传感器支座27上。第一位移传感器18、第二位移传感器22、第一加载载荷油缸21、第二加载载荷油缸13、第一压紧轴16和第二压紧轴23的中心轴线共面。
[0031]第一位移传感器18、第二位移传感器22和压力传感器将检查信号传给控制模块，接收器接收第一光电传感器3和第二光电传感器的检查信号后传给控制模块;控制模块控制上料电机8、第一加载载荷油缸21、第二加载载荷油缸13、控制旋转电机、第一压紧油缸
17、第二压紧油缸24和控制移动电机26动作。
[0032]该汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备，工作原理如下:
[0033]正式测量前，待测汽车水栗轴连轴承从上一个工位通过传送带传送到进料口2，待测轴承通过进料口的约束，滚到进料口 2底部，第一光电传感器3检测到有轴承到达时，上料电机8开始工作，带动上料轮10旋转60度。上料轮10的支承爪勾起待测轴承芯轴进行上料。上料轮10旋转过120度后，此时待测轴承与滚道5的顶端接触，并顺势沿着滚道滚下去，滚到滚道5底端后，停在滚道5底端的V型槽上。第一光电传感器检测到有轴承到达，第二加载载荷油缸13推动第二待测轴承固定块14移动，第二待测轴承固定块14则慢慢接触待测轴承，将其顶离滚道，使待测轴承中心线与第一压紧轴16、第二压紧轴23中心线基本共线。由于水栗轴连轴承的芯轴为不对称设计，在到径向游隙测量机构之前就通过第二光电传感器探测到两端芯轴的长短，根据程序设定，第一压紧油缸17、第二压紧油缸24分别通过不同的速度推动第一柱体16和第二柱体25移动，从而分别带动第一压紧轴16和第二压紧轴23与待测轴承芯轴两端接触并压紧，第一压紧轴16、第二压紧轴23与芯轴接触面为锥孔，锥孔表面有压力传感器，当压力传感器数值达到设定值时，第一压紧油缸17和第二压紧油缸24停止推动。此时两个控制移动电机26转动，带动齿轮28转动，从而带动传感器支座27移动，分别带动第一位移传感器18、第二位移传感器22移动，并接触轴承外圈两端。第一位移传感器18、第二位移传感器22反馈的位移量达到程序预先设定的范围时，则停止继续移动。同时第一加载载荷油缸21带动第一待测轴承固定块19移动，并与待测轴承外圈接触。
[0034]正式测量时，过程1:第一加载载荷油缸21根据程序预先设计的力来推动第一待测轴承固定块19移动，第一待测轴承固定块19与待测轴承外圈持续接触，第二加载载荷油缸13根据程序预先设计的力来拉动第二待测轴承固定块14移动，此时第一位移传感器18、第二位移传感器22测得数值会不断变化。当第一位移传感器18和第二位移传感器22连续多组数据基本无变化时，根据预先程序设定，第一加载载荷油缸21、第二加载载荷油缸13停止施力，程序会自动储存第一位移传感器18和第二位移传感器22的位移变化差值。接下来第二加载载荷油缸13根据程序预先设计的力来推动第二待测轴承固定块14移动，第一加载载荷油缸21根据程序预先设计的力来拉动第一待测轴承固定块19移动，此时第一位移传感器
18、第二位移传感器22测得数值会不断变化。当第一位移传感器18，第二位移传感器22连续多组数据基本无变化时，根据预先程序设定，第一加载载荷油缸21、第二加载载荷油缸13停止施力，程序会自动储存第一位移传感器18和第二位移传感器22的位移变化差值(过程I结束)。继续重复过程I两次。重复过程I完成后，进行过程2:第一加载载荷油缸21、第二加载载荷油缸13分别根据程序预先设计的力来拉动待测轴承固定块19、第二待测轴承固定块14移动，传感器控制机构分别控制第一位移传感器18、第二位移传感器22按程序预先设定的距离移动以脱离接触待测轴承外圈。两个控制旋转电机分别带动第一压紧轴16和第二压紧轴23旋转120度(过程2结束)。传感器控制机构分别控制动第一位移传感器18、第二位移传感器22按程序预先设定的距离移动以接触待测轴承外圈。当第一位移传感器18，第二位移传感器22反馈的位移量达到程序预先设定的范围时，则传感器控制机构停止移动第一位移传感器18和第二位移传感器22 ο重复过程I三次。这一过程完成后，会再次重复过程2，接着重复过程I三次。程序会将第一位移传感器18和第二位移传感器22储存的位移变化差值进行求平均处理，最后判断第一位移传感器18和第二位移传感器22所测出的平均值的误差是否在预先设定范围内。若是，则将第一位移传感器18和第二位移传感器22所测值得平均值再求平均输出；若不是，则进行重新测量或者出料后进行手工检测。
[0035]测量完成后，第一加载载荷油缸21根据程序预先设计的力来拉动第一待测轴承固定块19移动，第二加载载荷油缸13根据程序预先设计的力来拉动第二待测轴承固定块14移动，传感器控制机构分别控制第一位移传感器18、第二位移传感器22按程序预先设定的距离移动以脱离接触待测轴承外圈，第一压紧油缸17、第二压紧油缸24分别拉动第一柱体15、第二柱体25移动程序预先设定的距离，两个控制旋转电机分别带动第一压紧轴16和第二压紧轴23反向旋转程序预先设定的角度，使待测轴承沿第一压紧轴16和第二压紧轴23的轴段支承槽滚出，整个测量环节全部结束。
【主权项】
1.一种汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备，包括进料口、第一光电传感器、上料机构、滚道、径向游隙测量机构和机器床身，其特征在于:所述滚道的两端通过钢架固定在四根立柱上;滚道的输入端宽度大于输出端宽度，且输出端宽度为50?55mm ；滚道的输出端开设有V型槽;所述的进料口通过钢架固定在其中两根立柱上；四根立柱均通过螺栓固定在机器床身上;所述上料机构设置在进料口的输出端和滚道的输入端之间，第一光电传感器设置在进料口输出端;所述的径向游隙测量机构设置在滚道的输出端;第二光电传感器设置在滚道输出端，并固定在立柱上;进料口输出端和滚道的输出端还设有接收器，两个接收器分别接收第一光电传感器和第二光电传感器的信号； 所述的上料机构包括上料电机、电机支座、上料轮和轴承支座；电机支座和轴承支座均通过螺栓固定在立柱上;所述的上料轮两端均设有一体成型的轴段，一端轴段通过轴承支承在电机支座上，另一端轴段通过轴承支承在轴承支座上;所述的上料电机通过螺钉固定在电机支座上，上料电机的输出轴与上料轮支承在电机支座上的轴段固定;上料轮设有沿周向均布的多块支承块，支承块的两端均设有支承爪； 所述的径向游隙测量机构包括加载载荷机构、固定平板、压紧机构、第一位移传感器、第二位移传感器和传感器控制机构； 所述的加载载荷机构包括第一加载载荷油缸、第一待测轴承固定块、第二加载载荷油缸和第二待测轴承固定块;所述的第一加载载荷油缸通过螺栓固定在横梁上;横梁通过螺栓固定在两根立柱上;第一待测轴承固定块与第一加载载荷油缸的活塞杆通过螺纹连接；第二加载载荷油缸通过螺栓固定在固定平板上；固定平板与两根立柱焊接;第二待测轴承固定块与第二加载载荷油缸的活塞杆通过螺纹连接;第一加载载荷油缸和第二加载载荷油缸同轴设置;第一待测轴承固定块和第二待测轴承固定块的内端面为弧形面； 所述的压紧机构包括第一压紧油缸、第一柱体、第一压紧轴、第二压紧油缸、第二柱体和第二压紧轴;所述的第一柱体和第二柱体均与立柱间隙配合;第一柱体和第二柱体的内部均通过螺钉固定控制旋转电机，两端分别通过螺钉固定压紧端盖和固定后盖;第一压紧油缸的活塞杆与第一柱体上的固定后盖通过螺纹连接，第二压紧油缸的活塞杆与第二柱体上的固定后盖通过螺纹连接;第一压紧油缸和第二压紧油缸均通过螺栓固定在立柱上，且第一压紧油缸和第二压紧油缸同轴设置;所述的第一压紧轴通过轴承支承在第一柱体上；第二压紧轴通过轴承支承在第二柱体上;第一压紧轴和第二压紧轴的内端均伸出压紧端盖外，且第一压紧轴和第二压紧轴相对第一加载载荷油缸的中心轴线对中设置;所述第一压紧轴和第二压紧轴的内端顶部均开设有轴段支承槽，轴段支承槽的底部开设锥孔，锥孔表面设有压力传感器； 两个传感器控制机构分设在其中一根立柱两侧;所述的传感器控制机构包括控制移动电机、传感器支座、齿轮、齿条、底座和轨道;底座焊接在立柱上;所述的齿条和轨道均通过螺栓固定在底座上，且均与传感器支座构成滑动副;控制移动电机通过螺钉固定在传感器支座上;所述的齿轮固定在控制移动电机的输出轴上，并与齿条啮合;底座两端均焊接缓冲块;第一位移传感器通过螺钉固定在一个传感器控制机构的传感器支座上，第二位移传感器通过螺钉固定在另一个传感器控制机构的传感器支座上;第一位移传感器、第二位移传感器、第一加载载荷油缸、第二加载载荷油缸、第一压紧轴和第二压紧轴的中心轴线共面。2.根据权利要求1所述的一种汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备，其特征在于:所述电机支座和轴承支座上的轴承均通过轴承端盖轴向定位。3.根据权利要求1所述的一种汽车水栗轴连轴承径向游隙测量设备，其特征在于:所述的第一位移传感器、第二位移传感器和压力传感器将检查信号传给控制模块，接收器接收第一光电传感器和第二光电传感器的检查信号后传给控制模块;控制模块控制上料电机、第一加载载荷油缸、第二加载载荷油缸、控制旋转电机、第一压紧油缸、第二压紧油缸和控制移动电机动作。
【文档编号】G01B21/16GK105890564SQ201610408401
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】吴参, 徐嘉伟, 赖璐文, 俞明煜
【申请人】杭州电子科技大学