一种汽车水泵轴连轴承轴向游隙测量设备的制作方法

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泵轴连轴承轴向游隙测量设备。

背景技术：

汽车水泵轴连轴承是汽车水泵的关键部件之一，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。轴向游隙过小，在运动中由于轴承温度不断的上升。轴体产生膨胀而伸长，使轴承受到过大的轴向压力，使运动变得困难，同时产生大量的热量，使轴承的温度不断上升，反过来又使轴体进一步伸长，进一步加大轴承的轴向负荷，形成恶性循环。造成轴承在高温中运行，很快损坏，或产生挤死现象。特别是在封闭的箱体中或者不易散热的工作环境中。如果轴承的轴向游隙过大，则使轴承失掉应有的定位作用。

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泵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泵轴连轴承轴向游隙自动化检测的高精度、高效率测量设备。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有汽车水泵轴连轴承游隙检测设备的不足，提供一种能与轴承生产线接轨的汽车水泵轴连轴承轴向游隙测量设备，以满足大批量生产的要求。

本发明包括进料口、第一光电传感器、上料机构、滚道、轴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；滚道包括两个扭转杆组；两个扭转杆组位于滚道输入端处的间距大于位于滚道输出端处的间距，且位于滚道输出端处的间距为18～23mm；所述的扭转杆组包括两根扭转杆；两根扭转杆的输入端在竖直方向上间距设置，在水平方向上的投影重合；两根扭转杆的输出端在水平方向上间距设置，在竖直方向上的投影重合；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。所述的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；轴向游隙测量机构设置在滚道的输出端；第二光电传感器固定在立柱上，并设置在滚道输出端；进料口输出端和滚道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。所述的电机支座和轴承支座均通过螺栓固定在立柱上；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。

所述的轴向游隙测量机构包括加载载荷机构、压紧机构、固定座、第一位移传感器、第二位移传感器、传感器控制机构和出料机构。

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。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机器床身上；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均开设锥孔。固定座同轴套置在第二加载载荷油缸外，且通过螺栓固定在机器床身上；固定座顶部设有一体成型的出料配送块，出料配送块的中心孔孔壁开设入料槽口和出料槽口。

所述的压紧机构包括压紧块和压紧油缸。两个压紧油缸均通过螺栓固定在立柱上；压紧块的两端与两个压紧油缸的活塞杆通过螺纹连接；压紧块设置在加载载荷机构的第一待测轴承固定块底部；所述的压紧块开设两级阶梯孔，内端孔孔径大于外端孔孔径，且内、外端孔的过渡台阶面设有压力传感器。

两个传感器控制机构分设在立柱两侧；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；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，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。

所述的出料机构包括出料轮、传输轴、轴支座和出料电机。轴支座通过螺栓固定在机器床身上；传输轴的一端与出料轮通过键连接，另一端通过轴承支承在轴支座上；出料电机通过螺钉固定在轴支座上；出料电机的输出轴与出料轮支承在轴支座上的一端固定；所述的出料轮设有多只轮臂，轮臂端部开设有沉孔，沉孔底部开设圆弧槽，沉孔顶部边缘设有挡片。

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。

所述轴支座上的轴承通过轴套和轴承端盖轴向定位。

所述第一位移传感器、第二位移传感器、第一加载载荷油缸、第二加载载荷油缸、压紧块和压紧油缸的中心轴线共面。

所述的第一位移传感器、第二位移传感器和压力传感器均将检测到的信号传给控制模块，两个接收器将第一光电传感器和第二光电传感器检测到的信号传给控制模块；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、压紧油缸和控制移动电机动作。

本发明的有益效果：

本发明针对现有水泵轴连轴承轴向游隙检测中无法全检，同一性较差，效率低的三大问题，提出了一种水泵轴连轴承轴向游隙测量设备，设计了水泵轴连轴承轴向游隙检测仪的上料机构，能够与水泵轴连轴承生产线无缝连接；设计了轴连轴承轴向游隙检测主体，能够快速、自动、精确地测量水泵轴连轴承轴向游隙值，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等各类水泵轴连轴承型号。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的一个侧视立体图；

图3为本发明的另一个侧视立体图；

图4为本发明中滚道的结构立体图；

图5为本发明中上料机构的结构示意图；

图6为本发明中上料机构的结构立体图；

图7为本发明中轴向游隙测量机构的结构示意图；

图8为图7的侧视剖视图；

图9为本发明中传感器控制机构的结构示意图；

图10为本发明中传感器控制机构的结构立体图；

图11为本发明中固定座的结构立体图；

图12为本发明中出料轮的结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种汽车水泵轴连轴承轴向游隙测量设备，包括进料口2、第一光电传感器3、上料机构4、滚道5、轴向游隙测量机构6和机器床身7。滚道5的两端通过钢架1固定在四根立柱上；滚道5包括两个扭转杆组；两个扭转杆组位于滚道5输入端处的间距大于位于滚道5输出端处的间距，且位于滚道5输出端处的间距为18～23mm，根据待测轴承芯轴直径设计；扭转杆组包括两根扭转杆；两根扭转杆的输入端在竖直方向上间距设置，在水平方向上的投影重合；两根扭转杆的输出端在水平方向上间距设置，在竖直方向上的投影重合；进料口2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；轴向游隙测量机构6设置在滚道5的输出端；第二光电传感器固定在立柱上，并设置在滚道5输出端；进料口2输出端和滚道5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。

如图5和图6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。

如图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，轴向游隙测量机构6包括加载载荷机构、压紧机构、固定座23、第一位移传感器14、第二位移传感器15、传感器控制机构和出料机构。

加载载荷机构包括第一加载载荷油缸16、第一待测轴承固定块13、第二加载载荷油缸24和第二待测轴承固定块18。第一加载载荷油缸16通过螺栓固定在横梁17上；横梁17通过螺栓固定在两根立柱上；第一待测轴承固定块13与第一加载载荷油缸16的活塞杆通过螺纹连接；第二加载载荷油缸24通过螺栓固定在机器床身7上；第二待测轴承固定块18与第二加载载荷油缸24的活塞杆通过螺纹连接；第一加载载荷油缸16和第二加载载荷油缸24同轴设置；第一待测轴承固定块13和第二待测轴承固定块18的内端面均开设锥孔。固定座23同轴套置在第二加载载荷油缸24外，且通过螺栓固定在机器床身7上；固定座23顶部设有一体成型的出料配送块，出料配送块的中心孔孔壁开设入料槽口和出料槽口。

压紧机构包括压紧块12和压紧油缸。两个压紧油缸均通过螺栓固定在立柱上；压紧块12的两端与两个压紧油缸的活塞杆通过螺纹连接；压紧块12设置在加载载荷机构的第一待测轴承固定块13底部；压紧块12开设两级阶梯孔，内端孔孔径大于外端孔孔径，且内、外端孔的过渡台阶面设有压力传感器。

两个传感器控制机构分设在立柱两侧；传感器控制机构包括控制移动电机25、传感器支座26、齿轮27、齿条28、底座29和轨道30。底座29焊接在立柱上；齿条28和轨道30均通过螺栓固定在底座29上，且均与传感器支座26构成滑动副；控制移动电机25通过螺钉固定在传感器支座26上；齿轮27固定在控制移动电机25的输出轴，并与齿条28啮合；底座29两端均焊接缓冲块；第一位移传感器14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15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14、第二位移传感器15、第一加载载荷油缸16、第二加载载荷油缸24、压紧块12和压紧油缸的中心轴线共面。

出料机构包括出料轮19、传输轴20、轴支座21和出料电机22。轴支座21通过螺栓固定在机器床身7上；传输轴20的一端与出料轮19通过键连接，另一端通过轴承支承在轴支座21上；轴支座21上的轴承通过轴套和轴承端盖轴向定位；出料电机22通过螺钉固定在轴支座21上；出料电机22的输出轴与出料轮19支承在轴支座21上的一端固定；出料轮19设有多只轮臂，轮臂端部开设有沉孔，沉孔底部开设圆弧槽，沉孔顶部边缘设有挡片；出料轮19旋转到沉孔与固定座23上出料配送块的中心孔同轴时，待测轴承的一端轴段由出料配送块的入料槽口进入，并由固定座23支撑住。

第一位移传感器14、第二位移传感器15和压力传感器均将检测到的信号传给控制模块，两个接收器将第一光电传感器3和第二光电传感器检测到的信号传给控制模块；控制模块控制上料电机8、第一加载载荷油缸16、第二加载载荷油缸24、压紧油缸和控制移动电机25动作。

该汽车水泵轴连轴承轴向游隙测量设备，工作原理如下：

正式测量前，待测汽车水泵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，此时第一光电传感器3检测到有轴承到达，上料电机8开始工作，带动上料轮10旋转60度。上料轮10的支承爪支承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。滚出滚道5后，待测轴承顺势通过出料轮19轮臂端部圆弧槽，且通过挡片限制落到沉孔中。第二光电传感器检测到有轴承到达，两个压紧油缸共同推动压紧块12移动并接触待测轴承外圈，当压紧块12上的压力传感器数值达到设定值时，两个油缸停止推动压紧块12移动。

正式测量时，第一加载载荷油缸16根据程序预先设计的力推动第一待测轴承固定块13移动，同时两个传感器控制机构分别控制第一位移传感器14、第二位移传感器15移动并接触第一待测轴承固定块13，当第一位移传感器14、第二位移传感器15反馈的位移量达到程序预先设定的范围时，则两个控制传感器机构停止控制第一位移传感器14、第二位移传感器15继续移动。过程1：第二加载载荷油缸24根据程序预先设计的力推动第二待测轴承固定块18移动，此时第一位移传感器14、第二位移传感器15测得数值会不断变化。当第一位移传感器14、第二位移传感器15连续多组数据基本无变化时，根据预先程序设定，第二加载载荷油缸24停止施力，程序会自动储存第一位移传感器14和第二位移传感器15的位移变化差值。接下来第一加载载荷油缸16根据程序预先设计的力推动第一待测轴承固定块13移动，此时第一位移传感器14、第二位移传感器15测得数值会不断变化。当第一位移传感器14、第二位移传感器15连续多组数据基本无变化时，根据预先程序设定，第二加载载荷油缸24停止施力，程序会自动储存第一位移传感器14和第二位移传感器15的位移变化差值(过程1结束)。重复过程1两次。完成后程序会将第一位移传感器14和第二位移传感器15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14和第二位移传感器15所测出的平均值误差是否在预先设定范围内。若是，则将第一位移传感器14和第二位移传感器15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。

测量完成后，两个传感器控制机构分别控制第一位移传感器14、第二位移传感器15移动程序预设距离，并脱离接触第一待测轴承固定块13。同时第一加载载荷油缸16和第二加载载荷油缸24分别拉动第一待测轴承固定块13和第二待测轴承固定块18移动程序预设距离，两个压紧油缸共同拉动压紧块12移动程序预设距离以脱离继续接触轴承外圈。接下来出料电机22开始工作，通过传输轴20带动出料轮19转动，出料轮19轮臂上的待测轴承会被送出，显示设备显示每个输出轴承的检测相关参数，等待相关操作人员的进一步处理，测量过程结束。