专利名称：一种锥轴承垫片测选方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械装配领域，特别涉及一种锥轴承垫片测选方法及装置。
背景技术：
我国在汽车，工程机械，农机等批量制造领域，与国外比存在巨大差距，主要的差距原因不在于座椅等外形因素，而是三大动力部件发动机、变速箱及车桥的内在差距。在变速箱、车桥等传动系中，有大量锥轴承及角接触轴承的应用，而控制轴向预紧力是关键，控制不好造成轴承损坏、油封漏油、齿轮噪音等问题，同时使传动系承载能力大打折扣及使用寿命降低，也造成中国制造在国际印象中停留在低质的水平上。在过去的几十年快速发展中，在加工技术上，该领域技术人员做了大量工作，得到有效的改善，但并没有真正全部解决问题，装配质量差成为传动系发展的瓶颈，而轴向预紧成为核心问题。如何测选垫片的尺寸以保证传动系中锥轴承及角接触轴承的轴向预紧力，从而使得轴承及齿轮传动处于最佳工作状态，避免传动过程中发生油封漏油、打齿等问题，进一步增加传动系的承载能力及延长使用寿命是现有技术中遇到的瓶颈问题。变中国制造为中国创造，急切的需要研制出轴向预紧数字化装配技术，这是目前我国制造业的唯一出路。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是需要提供一种锥轴承传动系统装配垫片的测选方法，同时还需要提供一种锥轴承垫片测选装置。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锥轴承垫片测选方法，包括步骤Sl 除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；S2:模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；S3 将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下的测量隔套、上锥轴承及下锥轴承的内圈长度和L2尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。作为上述技术方案的优�。霾街鑃l具体为将上锥轴承、壳体、下锥轴承依次装配于主轴上，所述上锥轴承与下锥轴承的外圈需要提前压装到位。作为上述技术方案的优�。霾街鑃2具体为以所述下锥轴承的底面为基准面，模拟锥轴承传动系统工作状态，对上锥轴承的顶面施加向下的压力，并转动主轴，动态测量所述上锥轴承的上表面到所述下锥轴承底面的距离Li。作为上述技术方案的优�。霾街鑃3具体为计算装配垫片的厚度，其为El =L1-L2，其中L2为上锥轴承、隔套及下锥轴承的长度和。作为上述技术方案的优�。霾街鑃2还包括以所述下锥轴承的底面为基准面，测量壳体的差速器安装孔中心到所述基准面的距离L3。
作为上述技术方案的优�。霾街鑃3还包括计算主齿垫片厚度，其为E2 =L3-N|，其中N为主齿轮的实际装配距离。作为上述技术方案的优�。鲎爸冒ù侄ㄎ还ぷ�、上压头、第一位移传感器及旋转机构；所述粗定位工装与所述壳体的底部形状相配合，用于对壳体整体的粗定位；所述上压头可以竖直方向移动并可以提供预定的压力；所述旋转机构用于为所述主轴提供预定转速，所述主轴的下方与所述下锥轴承的底面的基准面配合处为阶梯状；所述第一位移传感器用于测量所述上锥轴承的顶面的位移变动量。作为上述技术方案的优�。鲎爸没拱ǖ诙灰拼衅鳎龅诙灰拼衅饔糜诓饬克隹翘宓牟钏倨靼沧翱字行牡奈灰票涠�。作为上述技术方案的优�。龅诙灰拼衅魑�2个，分布于所述壳体的差速器安装孔中心下方的对角线的方位。作为上述技术方案的优选，所述第一位移传感器设置于上压头上、上锥轴承顶面或其引出面上。(三)有益效果上述技术方案所提供的一种锥轴承垫片测选方法，包括步骤S1 除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；S2 模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；S3 将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下的上锥轴承与下锥轴承的轴承内圈加隔套尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。该种方法完全模拟工件的实际运行情况进行测量，测量精度高，可以测出实际所需垫片的厚度的真实值，同时本发明还提供了垫片测量装置，确保装配垫片符合轴承预紧实际需要。通过装置完成检测，大大提高了生产效率。
图1是锥轴承传动系统的整体结构示意图；图2是本发明实施例的锥轴承传动系统的被测结构示意图；图3是本发明实施例的上锥轴承、轴套、下锥轴承的结构示意图；图4是本发明实施例的锥轴承垫片测选装置的固定测量示意图；图5是本发明实施例的锥轴承垫片测选装置的侧面定位示意图；图6是本发明实施例的锥轴承垫片测选装置的底面第二传感器布置示意图；其中，1 装配垫片；2 隔套；3 主齿垫片；4 上锥轴承；5 下锥轴承；6 主齿轮；7 基准面；8 差速器安装孔中心；9 主轴；10 壳体；21 粗定位工装；22 第一位移传感器；23 上压头；24 旋转机构；25 第二位移传感器；26 弹簧。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。结合图1至3所示，为本发明实施例的锥轴承传动系统的被测结构示意图；本实施例中提供的锥轴承垫片测选方法，该方法为动态测量，模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸，再与其静态下的上锥轴承4与下锥轴承5的轴承内圈及隔套2尺寸比较差值为所需垫片的厚度。其具体地，包括步骤S1 除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；S2 模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；S3 将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下的上锥轴承4与下锥轴承5的轴承内圈及隔套2尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。该种方法完全模拟工件的实际运行情况进行测量，测量精度高，可以测出实际所需装配垫片的厚度的真实值，同时本发明还提供了垫片测量设备，通过设备完成检测，大大提高了生产效率。对于装配垫片1的测选，步骤Sl具体为将上锥轴承4、壳体10、下锥轴承5依次装配于主轴9上，上锥轴承4与下锥轴承5的外圈需要提前压装到位。步骤S2具体为以下锥轴承5的底面为基准面7，模拟锥轴承传动系统工作状态，对上锥轴承4的顶面施加向下的压力，并转动主轴9，动态测量上锥轴承4的上表面到下锥轴承5底面的距离Li。步骤S3具体为计算装配垫片1的厚度，其为El = L1-L2，其中L2为上锥轴承4、隔套2及下锥轴承5的长度和。由这种方法动态测量得出的装配垫片1的值完全符合该锥轴承传动系统工作状态时的需求，则每个锥轴承传动系统中装配垫片1的选择都是为其度身订制，使其轴向预紧力控制在最优工作点，保证了轴承寿命长、油封不易漏油。对于主齿垫片3的测选则为，步骤S2还包括以下锥轴承5的底面为基准面7，测量壳体10的差速器安装孔中心8到基准面7的距离L3。步骤S3还包括计算主齿垫片3厚度，其为E2= |L3-N|，其中N为主齿轮6的实际装配距离。动态下测量主齿垫片3的厚度可以保障主齿轮6的装配距离处于最优，使主齿轮6在工作时处于最佳传动状态，不易产生噪声并延长主齿轮6的工作寿命。如图4所示，本实施例还提供一种应用上述方法的锥轴承垫片测选装置，该装置包括粗定位工装21、上压头23、第一位移传感器22及旋转机构M。粗定位工装21与壳体10的底部形状相配合，用于对壳体10整体的粗定位；通过粗定位工装21使锥轴承传动系统的壳体10粗定位，如图5所示粗定位工作21具有与壳体10圆弧凹槽相对应的凸起部位，用于对壳体10方向及位置的粗定位，便于操作者操作。上压头23可以竖直方向移动并可以提供预定的压力；上压头23可以通过气动或液动机构沿位于锥轴承传动系统上方竖直方向的滑道竖直方向上滑动，而后接触到锥轴承传动系统的顶部后向下施加预定压力，该压力可以根据其在实际工况中所承受的压力来确定。旋转机构M用于为主轴9提供预定转速，该旋转机构M可由交流或直流电机驱动，转速为预定值，可以根据所需测量的锥轴承传动系统实际转速来确定。主轴9的下方与下锥轴承5的底面的基准面7配合处为阶梯状。第一位移传感器22用于测量上锥轴承4的顶面的位移变动量。以基准面7为基准，通过第一位移传感器22测量上锥轴承4的顶面位移变动量。如图所示，可以将第一位移传感器22直接设置于上压头23上，当上压头23与上锥轴承4接触并施加压力后，锥轴承传动系统勻速转动时，第一位移传感器22测量位移变动量。测得的值与事先标定的值进行比较即得到实际工况下锥轴承传动系统的整体尺寸。同样的该第一位移传感器22也可以设置于上锥轴承4顶面的引出面(即如图4中虚线所示)，由于引出面与上锥轴承4的顶面接触，第一位移传感器22测出的值也为上锥轴承4的顶面的位移变动量。为测量装配垫片3的厚度，该装置还包括第二位移传感器25，第二位移传感器25用于测量壳体10的差速器安装孔中心8的位移变动量。如图6所示，第二位移传感器25为2个，分布于壳体10的差速器安装孔中心8下方的对角线的方位。可以通过在壳体10的差速器安装孔中心8的下方设置一块基准板，第二位移传感器25分别设置于对角线的方向，另一条对角线的两端分别设置弹簧沈，可以提高传感器25对壳体10的差速器安装孔中心8位移变动量测量的精确度。对于两个传感器25测得的数值，可以通过取平均值的方法得出实际的测量值，消除单独一点测量带来的误差。本发明还提供了一种应用锥轴承垫片测选装置的操作方法，包括以下步骤Si，S3 标定，通过上锥轴承4、壳体10、下锥轴承5之和Ll对应的标定件对测量装置进行标定零点；同时，通过基准件，标定壳体10的差速器安装孔中心到所述基准面的距I^g L3 οS2 装载定位，将上锥轴承4、隔套2、下锥轴承5之和L2对应的标定件对测量装置进行标定零点；通过相对测量法，保证传感器精度对检测影响做到最小。由以上实施例可以看出，本发明实施例提供的方法为动态测量，模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，消除锥轴承在转动时存在的油隙，测得实际的工况下的尺寸后，再与其静态下的尺寸比较得出所需垫片的厚度。其包括步骤Sl 除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；S2 模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；S3 将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下的轴承内圈加隔套尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。该种方法完全模拟工件的实际运行情况进行测量，测量精度高，可以测出实际所需垫片的厚度的真实值，同时本发明还提供了垫片测量装置，确保装配垫片符合轴承预紧实际需要。通过装置完成检测，大大提高了生产效率；同时将复杂工作变得很简单，对操作员的要求大大降低，产品一致性大为提高；更为重要的是真正实现了数字化装配，有利于产品质量控制及提升。本发明同时提供了垫片测选装置的操作方法。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锥轴承垫片测选方法，其特征在于，包括步骤51除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；52模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；53将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下的所述上锥轴承(4)与下锥轴承( 的轴承内圈及隔套(2)尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。
2.如权利要求1所述的锥轴承垫片测选方法，其特征在于，所述步骤Sl具体为将上锥轴承、壳体(10)、下锥轴承( 依次装配于主轴(9)上，所述上锥轴承(4)与下锥轴承(5)外圈需要提前压装到位。
3.如权利要求2所述的锥轴承垫片测选方法，其特征在于，所述步骤S2具体为以所述下锥轴承(5)的底面为基准面(7)，模拟锥轴承传动系统工作状态，对上锥轴承的顶面施加向下的压力，并转动主轴(9)，动态测量所述上锥轴承的上表面到所述下锥轴承(5)底面的距离Li。
4.如权利要求3所述的锥轴承垫片测选方法，其特征在于，所述步骤S3具体为测量上锥轴承的内圈、隔套(2)及下锥轴承(5)的内圈的长度和L2。计算装配垫片(1)的厚度，其为El = L1-L2。
5.如权利要求3所述的锥轴承垫片测选方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以所述下锥轴承(5)的底面为基准面(7)，测量壳体(10)的差速器安装孔中心(8)到所述基准面(7)的距离L3。
6.如权利要求5所述的锥轴承垫片测选方法，其特征在于，所述步骤S3还包括计算主齿垫片(3)厚度，其为E2= |L3-N|，其中N为主齿轮(6)的实际装配距离。
7.一种应用权利要求2所述方法的锥轴承垫片测选装置，其特征在于，所述装置包括粗定位工装(21)、上压头(23)、第一位移传感器0 及旋转机构04)；所述粗定位工装与所述壳体(10)的底部形状相配合，用于对壳体(10)整体的粗定位；所述上压头(23)可以竖直方向移动并可以提供预定的压力；所述旋转机构04)用于为所述主轴(9)提供预定转速，所述主轴(9)的下方与所述下锥轴承(5)的底面的基准面(7)配合处为阶梯状；所述第一位移传感器0 用于测量所述上锥轴承(4)的顶面的位移变动量。
8.如权利要求4所述的锥轴承垫片测选装置，其特征在于，所述装置还包括第二位移传感器(25)，所述第二位移传感器0 用于测量所述壳体(10)的差速器安装孔中心(8)的位移变动量。
9.如权利要求8所述的锥轴承垫片测选装置，其特征在于，所述第二位移传感器05)为2个，分布于所述壳体(10)的差速器安装孔中心(8)下方的对角线的方位。
10.如权利要求8所述的锥轴承垫片测选装置，其特征在于，所述第一位移传感器02)设置于上压头上、上锥轴承(4)顶面或其引出面上。
全文摘要
本发明涉及机械装配领域，公开了一种锥轴承垫片测选方法，包括步骤S1除被测垫片外将各个工件按照锥轴承传动系统正常工作状态装配；S2模拟锥轴承传动系统正常工作时的压力及转速，测得实际的工况下的整体尺寸；S3将所述步骤S2中测得的尺寸与其静态下上锥轴承与下锥轴承的轴承内圈加隔套尺寸相比较，差值为被测垫片的厚度。该种方法完全模拟工件的实际运行情况进行测量，测量精度高，可以测出实际所需垫片的厚度的真实值，同时本发明还提供了垫片测量装置，确保装配垫片符合轴承预紧实际需要。通过装置完成检测，大大提高了生产效率。
文档编号G01B21/08GK102564379SQ20111045802
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者陶发荀 申请人:北京泰诚信测控技术股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
