一种批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法与流程

本发明属于动力调谐陀螺轴承领域，尤其涉及一种批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法方法。

背景技术：

动力调谐陀螺轴承(以下简称陀螺轴承)是陀螺组件的重要组成部分，它装配在陀螺组件中是否合格会严重影响陀螺组件的精度。

目前常用批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法方法如下：首先，测量单个陀螺轴承Z的预紧力，测量方法为：将陀螺轴承Z水平放置在一个支撑架上，在陀螺轴承Z的内圈上装一个吊杆1(如图1所示)，在吊杆1下端吊装一个砝码2，并利用测微仪测量吊杆1的位移量，且位移量和砝码的质量一一对应；更换不同的砝码就能得到相应的不同位移量，从而得到如图2所示的力-位移量曲线。需要说明的是，砝码2的质量不能过小或大，若砝码2的质量过小，则吊杆1的位移量很小，无法精确测量陀螺轴承Z的预紧力；若砝码2的质量过大，则吊杆1的位移量很大，力-位移量曲线的后段会变成斜线，这段斜线是需要去除的，应该在力-位移量曲线的曲线段中取尽量大的砝码2质量作为适合陀螺轴承Z的砝码质量。

然后进行轴承配对，轴承配对的具体方法为将力-位移量曲线重合度最高的两个轴承配对在一起；根据图2所述的力-位移量曲线，其最大的斜率为轴承的 预紧力，且只有配对陀螺轴承的预紧力在轴承厂家给出的标准预紧力范围之内，才能将这两个配对的陀螺轴承装配在同一个陀螺组件上。最后，再逐一对装有陀螺轴承的陀螺组件进行一些列复杂测试，以便检测陀螺轴承是否装配合格。

现有的检测方法存在如下缺陷：

1、虽然厂家给出的标准预紧力范围，但厂家给出的标准预紧力范围不一定是适合于陀螺组件的预紧力范围，即使是完全落在标准预紧力范围之内的轴承装在陀螺组件上以后，也不一定能使陀螺组件的运行状态达到最佳状态，这种缺陷也会影响轴承装配的合格率。

2、完全落在标准预紧力范围之内的轴承装在陀螺组件上以后，由于设计时的仪器系统误差、测试附件精度以及装配时其他零件精度等影响，陀螺轴承装配后的实际预紧力往往与装配前测量的预紧力有较大差异，这样就必然会导致轴承装配不合格，根本不需要再经过最后一步的测试程序。然而，传统检测方法由于没有测量轴承装在陀螺组件上以后的预紧力，所以只有最后经过一系列测试才能得出陀螺轴承装配是否合格，而一个陀螺组件的测试工作本身就费时费力，这样就大幅增加了检测的工作量，提高了检测成本，降低了检测效率，这个严重的缺陷对于大批量生产是难以接受的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法方法，欲降低检测的工作量和成本，提高检测效率。

本发明的技术方案如下：一种批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤a：测量单个陀螺轴承(Z)的预紧力，测量方法为：在陀螺轴承(Z) 的内圈上装一个吊杆(1)，在吊杆(1)下端吊装一个砝码(2)，并利用测微仪测量吊杆顶面的位移量，更换不同的砝码质量对应地就能得到不同的位移量，从而可以描绘出力-位移量曲线；所述砝码(2)的质量不能过小或大，若砝码(2)的质量过小，则吊杆(1)的位移量很小，无法精确测量陀螺轴承(Z)的预紧力；若砝码(2)的质量过大，则吊杆(1)的位移量很大，力-位移量曲线的后段会变成斜线，这段斜线需要去除，应该在力-位移量曲线的曲线段中取尽量大的砝码(2)质量作为适合这款陀螺轴承(Z)的砝码质量；

步骤b：进行陀螺轴承配对，轴承配对的具体方法是将力-位移量曲线重合度最高的两个轴承配对在一起；

步骤c：根据力-位移量曲线可以算出各个点的斜率，其最大的斜率值为陀螺轴承的预紧力，且只有配对陀螺轴承的预紧力在轴承厂家给出的标准预紧力范围之内，才能将这两个配对的陀螺轴承(Z)装配在同一个陀螺组件上的接头(J)两端部；所述接头(J)的上端固套有电机转子，电机转子与外面的电机定子相配合，从而使陀螺轴承(Z)、接头(J)、电机转子和电机定子组成陀螺组件(T)；

步骤d：采用一个陀螺轴承预紧力测量装置，该陀螺轴承预紧力测量装置由测量组件(C)和固定加载组件(G)构成，这两个组件均水平放置在大理石平板顶面上；

所述测量组件(C)包括测量头安装座(3)和电感测微仪测量头(6)，其中测量头安装座(3)水平放置在所述大理石平板上，该测量头安装座的竖直连接柱(3a)与连接板(4)的一端固定，该连接板的另一端固定连接有一块转接板(5)；所述转接板(5)远离连接板(4)的一端悬空，该悬空的一端固定有 竖直设置的所述电感测微仪测量头(6)，且电感测微仪测量头(6)通过导线与测微仪机箱电连接；

所述固定加载组件(G)包括底座(7)和绕线(11)，其中底座(7)水平放置在大理石平板顶面上，该底座顶面上固设有滑轮支架(8)和陀螺组件安装底座(9)；所述滑轮支架(8)上部设有一个定滑轮(10)，该定滑轮与滑轮支架(8)转动配合；所述绕线(11)绕过定滑轮(10)外圆面的上部，该绕线的一端与挂钩(12)的中心固定，而挂钩(12)与挂砣(13)顶面的中心固定，且绕线(11)另一端与圆形的测量平板(14)顶面中心处固定，该绕线的两端均为竖直状态；所述测量平板(14)上板面为测量面，该上板面沿圆周方向均布有3个标记点，而测量平板(14)安装时与陀螺组件(T)的电机转子顶部同轴连接，且陀螺组件(T)固定安装在所述陀螺组件安装底座(9)上；

利用陀螺轴承预紧力测量装置测量陀螺轴承的预紧力，其操作方法为：首先调节电感测微仪测量头(6)的高度，使电感测微仪测量头(6)下端与测量平板(14)的测量面接触，转动测量平板(14)使电感测微仪测量头(6)与测量平板上三处标记处中的1#位置对齐，再精调电感测微仪测量头(6)的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线(11)绕过定滑轮(10)外表面的上部，在绕线(11)上加载所述挂砣(13)，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承(Z)的砝码质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₁；

顺时针转动测量平板(14)120°，使电感测微仪测量头(6)与测量平板上三处标记处中的2#位置对齐，再精调电感测微仪测量头(6)的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线(11)绕过定滑 轮(10)外表面的上部，在绕线(11)上加载所述挂砣(13)，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承(Z)的砝码质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₂；

顺时针转动测量平板(14)240°，使电感测微仪测量头(6)与测量平板上三处标记处中的2#位置对齐，再精调电感测微仪测量头(6)的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线(11)绕过定滑轮(10)外表面的上部，在绕线(11)上加载所述挂砣(13)，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承(Z)的砝码质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₃，并记录如下表：

，在上述表格中，g为重力加速度；根据上表可计算出陀螺轴承的刚度K，且刚度K为陀螺轴承(Z)装配在陀螺组件(T)上以后的预紧力；

步骤e：重复步骤d，测量小批量的陀螺组件(T)，从而可以得出小批量陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的预紧力；对这一小批量的陀螺组件(T)都进行检测，找出装配合格的陀螺轴承(Z)，这些装配合格的陀螺轴承(Z)所对应的预紧力统计出来形成一个范围值，这个范围值就是适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围；

步骤f：大批量生产时，重复步骤a-c即可配对陀螺轴承(Z)，并将配好对的陀螺轴承(Z)装配后形成一个陀螺组件(T)；

步骤g：重复所述步骤d，测量每个陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的实际预紧力；

若某个陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的实际预紧力落在所述适合于陀螺 组件的陀螺轴承预紧力范围之外，则直接判断这个陀螺组件(T)的陀螺轴承(Z)装配肯定不合格，这个陀螺组件(T)就不需要后续再测试是否装配合格，直接返工重装；若某个陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的实际预紧力落在所述适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围之内，则后续通过一系列测量进一步判断陀螺轴承(Z)装配是否合格。

与传统的检测方法相对比，本发明在批量检测之前，增加了两个步骤，一是找出适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围，二是检测每个陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的实际预紧力，若实际预紧力落在适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围之外，则可以直接判定陀螺轴承装配必定不合格，这样就不需要后续再进行检测，从而提前剔除了装配不合格的陀螺组件，起到预检测的作用，这样就大幅减少了检测步骤的工作量和成本，有效提高了检测效率，从而很好地克服了现有检测方法工作量和成本高的缺陷，有利于大批量生产。并且，本案中的陀螺轴承预紧力测量装置能够有效、准确地测量陀螺轴承装配后的预紧力，且陀螺轴承预紧力测量装置结构简单，操作方便，精度高。

作为优选，所述大理石平板的等级为0级，0级的平面度比1和2级高。

为了便于更换挂砣(13)，所述挂钩(12)与挂砣(13)通过螺纹连接。

为了便于安装，所述滑轮支架(8)上部开有一个用于容纳定滑轮(10)的容纳孔，该定滑轮(10)通过深沟球轴承套装在支撑轴(16)上，且支撑轴的两端分别与所述滑轮支架(8)对应侧的安装孔紧配合。

为了便于调节电感测微仪测量头(6)的高度，所述转接板(5)悬空的一端开有一个上下贯通的U型槽(5a)，所述电感测微仪测量头(6)穿设在该U型槽中，且锁紧螺钉(17)同时与U型槽(5a)槽口的两侧螺纹连接。

有益效果：本发明在批量检测之前，增加了两个步骤，一是找出适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围，二是检测每个陀螺组件(T)中陀螺轴承(Z)的实际预紧力，若实际预紧力落在适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围之外，则可以直接判定陀螺轴承装配必定不合格，这样就不需要后续再进行检测，从而提前剔除了装配不合格的陀螺组件，起到预检测的作用，这样就大幅减少了检测步骤的工作量和成本，有效提高了检测效率，从而很好地克服了现有检测方法工作量和成本高的缺陷，有利于大批量生产。

附图说明

图1为采用吊杆方式测量轴承预紧力的示意图。

图2为采用吊杆方式得出的力-位移量示意图。

图3为本发明采用检测装置的结构示意图。

图4为图3中测量板的安装示意图。

图5为图3中定滑轮的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1-5所示，一种批量生产中检测动力调谐陀螺轴承装配是否合格的方法方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤a：测量单个陀螺轴承Z的预紧力，测量方法为：在陀螺轴承Z的内圈上装一个吊杆1，该吊杆1为上大、下小的两段式阶梯轴结构，其台阶面与陀螺轴承Z的内圈顶面接触。在吊杆1的下端吊装一个砝码2，并利用测微仪测量吊杆1顶面的位移量。更换不同的砝码质量对应地就能得到不同的位移量，从而可以描绘出力-位移量曲线。所述砝码2的质量不能过小或大，若砝码2的质量 过小，则吊杆1的位移量很小，无法精确测量陀螺轴承Z的预紧力。若砝码2的质量过大，则吊杆1的位移量很大，力-位移量曲线的后段会变成斜线，这段斜线需要去除，应该在力-位移量曲线的曲线段中取尽量大的砝码2质量作为适合这款陀螺轴承Z的砝码质量。

步骤b：进行陀螺轴承配对，轴承配对的具体方法是将力-位移量曲线重合度最高的两个轴承配对在一起。

步骤c：根据力-位移量曲线可以算出各个点的斜率，其最大的斜率值为陀螺轴承的预紧力，且只有配对陀螺轴承的预紧力在轴承厂家给出的标准预紧力范围之内，才能将这两个配对的陀螺轴承Z装配在同一个陀螺组件上的接头J两端部。所述接头J的上端固套有电机转子，电机转子与外面的电机定子相配合，从而使陀螺轴承Z、接头J、电机转子和电机定子组成陀螺组件T，且陀螺组件T的装配结构为现有结构，在此不做赘述。

步骤d：图3-5所示，采用一个陀螺轴承预紧力测量装置，该陀螺轴承预紧力测量装置由测量组件C和固定加载组件G构成，这两个组件均水平放置在大理石平板顶面上，大理石平板的等级为0级。

所述测量组件C包括测量头安装座3和电感测微仪测量头6，其中测量头安装座3水平放置在所述大理石平板上，该测量头安装座的竖直连接柱3a与连接板4的一端固定，该连接板的另一端固定连接有一块转接板5。所述转接板5远离连接板4的一端悬空，该悬空的一端固定有竖直设置的电感测微仪测量头6，且电感测微仪测量头6通过导线与测微仪机箱电连接。转接板5悬空的一端开有一个上下贯通的U型槽5a，所述电感测微仪测量头6穿设在该U型槽中，且锁紧螺钉17同时与U型槽5a槽口的两侧螺纹连接。

所述固定加载组件G包括底座7和绕线11，其中底座7水平放置在大理石平板顶面上，该底座顶面上固设有滑轮支架8和陀螺组件安装底座9。滑轮支架8上部设有一个定滑轮10，该定滑轮与滑轮支架8转动配合。在本案中，滑轮支架8上部开有一个用于容纳定滑轮10的容纳孔，该定滑轮10通过深沟球轴承套装在支撑轴16上，且支撑轴的两端分别与所述滑轮支架8对应侧的安装孔紧配合。

所述绕线11绕过定滑轮10外圆面的上部，该绕线的一端与挂钩12的中心固定，而挂钩12与挂砣13顶面的中心固定。在本案中，挂钩12与挂砣13通过螺纹连接。

绕线11另一端与圆形的测量平板14顶面中心处固定，该绕线的两端均为竖直状态。所述测量平板14上板面为测量面，该上板面沿圆周方向均布有3个标记点，而测量平板14安装时与陀螺组件T的电机转子顶部同轴连接，且陀螺组件T固定安装在所述陀螺组件安装底座9上。当然，为了提高测量精度，还可以采用多于3个测量点。在本案中，陀螺组件安装底座9为圆形座，该陀螺组件安装底座9顶部开有一个轴向凹槽，陀螺组件的接头端深入该轴向凹槽中，并悬空，且陀螺组件T与陀螺组件安装底座9的顶面紧固。

利用陀螺轴承预紧力测量装置测量陀螺轴承的预紧力，其操作方法为：首先调节电感测微仪测量头6的高度，使电感测微仪测量头6下端与测量平板14的测量面接触，转动测量平板14使电感测微仪测量头6与测量平板上三处标记处中的1#位置对齐，再精调电感测微仪测量头6的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线11绕过定滑轮10外表面的上部，在绕线11上加载所述挂砣13，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承Z的砝码 质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₁；

顺时针转动测量平板14120°，使电感测微仪测量头6与测量平板上三处标记处中的2#位置对齐，再精调电感测微仪测量头6的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线11绕过定滑轮10外表面的上部，在绕线11上加载所述挂砣13，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承Z的砝码质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₂；

顺时针转动测量平板14240°，使电感测微仪测量头6与测量平板上三处标记处中的2#位置对齐，再精调电感测微仪测量头6的高度，并调整微仪的仪表盘零位，使其在测微仪机箱中读数为0；然后，将绕线11绕过定滑轮10外表面的上部，在绕线11上加载所述挂砣13，该挂砣的质量等于适合陀螺轴承Z的砝码质量，最后读取测微仪机箱中读数，并进行记录ξ₃，并记录如下表：

，在上述表格中，g为重力加速度；根据上表可计算出陀螺轴承的刚度K，且刚度K为陀螺轴承Z装配在陀螺组件T上以后的预紧力。

步骤e：重复步骤d，测量小批量的陀螺组件T，从而可以得出小批量陀螺组件T中陀螺轴承Z的预紧力；对这一小批量的陀螺组件T都进行检测，找出装配合格的陀螺轴承Z，这些装配合格的陀螺轴承Z所对应的预紧力统计出来形成一个范围值，这个范围值就是适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围；

步骤f：大批量生产时，重复步骤a-c即可配对陀螺轴承Z，并将配好对的陀螺轴承Z装配后形成一个陀螺组件T；重复所述步骤d，测量每个陀螺组件T中陀螺轴承Z的实际预紧力；

若某个陀螺组件T中陀螺轴承Z的实际预紧力落在所述适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围之外，则直接判断这个陀螺组件T的陀螺轴承Z装配肯定不合格，这个陀螺组件T就不需要后续再测试是否装配合格，直接返工重装；若某个陀螺组件T中陀螺轴承Z的实际预紧力落在所述适合于陀螺组件的陀螺轴承预紧力范围之内，则后续通过一系列测量进一步判断陀螺轴承Z装配是否合格。需要说明的是，检测陀螺轴承Z是否装配合格的具体方法采用现有方法，它不是本发明的发明点，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。