一种轮毂轴承单元基于游隙尺寸的钢球匹配方法与流程

本发明涉及轮毂轴承单元。

背景技术：

为了钢球匹配安装，汽车轮毂轴承单元的芯轴，外圈，内圈除了要保证自身在尺寸上的精度外，同时需要一个合适的间隙可供钢球安装，这个间隙就是游隙，而为了满足游隙的要求，往往需要根据外圈、内圈、芯轴的尺寸经过计算后选择相应补偿尺寸的钢球进行配合。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种轮毂轴承单元基于游隙尺寸的钢球匹配方法，使钢球与外圈、内圈、芯轴的尺寸实现匹配，保证轮毂轴承单元装配及使用要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种轮毂轴承单元基于游隙尺寸的钢球匹配方法，包括如下步骤：

步骤一，对加工完成的内圈、外圈和芯轴进行游隙分析计算，获得接触角方向上的游隙值式中，为芯轴沟道圆心在接触角方向偏差量两次检测的平均值，ΔL₂为内圈沟道的圆心在接触角方向位移偏差量；ΔL₃为外圈上下沟道圆心在接触角方向的偏移距离之和；

步骤二，计算钢球半径偏差量式中D_w为钢球的标准直径，ΔG为允许游隙；

步骤三，根据游隙在接触角方向上的值及钢球半径偏差量ΔR将钢球与内圈、外圈和芯轴进行匹配安装。

作为优选，根据钢球半径偏差量ΔR将钢球划分为6种规格，分别对应的钢球半径偏差量为10、7、3、0、-3、-7/μm。

作为优选，钢球半径偏差量与接触角方向上的游隙值匹配表为

本发明采用的技术方案，对加工完成的内圈、外圈和芯轴进行游隙分析计算，获得游隙在接触角方向上的值，然后根据游隙在接触角方向上的值及钢球半径偏差量ΔR将钢球与内圈、外圈和芯轴进行匹配安装，满足钢球与外圈、内圈、芯轴的匹配要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为芯轴沟道圆心接触角偏移量示意图；

图2为内圈沟道圆心接触角方向偏移量示意图；

图3为外圈两沟道接触角距离方向偏移量之和示意图；

图4为单侧游隙示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，芯轴匹配尺寸为ΔL1、内圈匹配尺寸为ΔL2、外圈匹配尺寸为ΔL3。

本发明对游隙的求取和钢球的匹配这个过程进行理论分析及计算如下。

HZF-606BS-3B型号汽车轮毂轴承为双列角接触球轴承，对单侧配合游隙进行研究如图4所示。根据分析，轴向方向游隙G合理的公式如式1所示

$G=\[\left(\frac{{\mathrm{\ΔL}}_1+{{\mathrm{\ΔL}}_1}^{\′}}{2}\right)+{\mathrm{\ΔL}}_2-{\mathrm{\ΔL}}_3\]\×\frac{sin\left(\mathrm{\α}\right)}{2}---\left(1\right)$

式中：

ΔL₁、ΔL₁'为芯轴沟道圆心在接触角方向偏差量，

为两个LVDT传感器对内圈两个检查量的平均值；

α为双列角接触球轴承的接触角；

ΔL₂为内圈沟道的圆心在接触角方向位移偏差量；ΔL₃为外圈上下沟道圆心在接触角方向的偏移距离之和。

角接触球轴承的接触角一般为15到40度之间，当承受轴向载荷比较大时候，根据轴承载荷需求及装配性能要求，α取35度。

取一组实际操作数据进行验证：测量数据符合芯轴滚道公差的要求；ΔL₂＝-0.03109cm，测量数据符合内圈滚道公差的要求，ΔL₃＝-0.16032cm符合外圈沟道公差要求。将ΔL₂，ΔL₃带入式(1)，得G＝0.03481cm符合选配设备计算结果。式(1)符合实际要求及设备内部程序。

轮毂轴承同时有轴向游隙和径向游隙，但是如果将轴向和径向游隙反应到钢球接触方向，有助于钢球的选取。因此可以对游隙向接触角方向分解如式(2)所示。

$G_2=\[\left(\frac{{\mathrm{\ΔL}}_1+{{\mathrm{\ΔL}}_1}^{\′}}{2}\right)+{\mathrm{\ΔL}}_2-{\mathrm{\ΔL}}_3\]\×\frac{1}{2}---\left(2\right)$

在对加工完成的内圈、外圈和芯轴经选配设备进行游隙分析计算，获得了游隙在接触角方向上的值后，PC经过以太网将游隙在接触角方向上的值传送到钢球组件堆料装置上，钢球组件堆料装置通过计算标准的钢球与这个游隙的偏差量。

钢球的半径偏差量ΔR如式3所示：

$\mathrm{\Δ}R=\frac{G_2-D_w-\mathrm{\Δ}G}{2}---\left(3\right)$

式中D_w为钢球的标准直径；ΔG为允许游隙。

轮毂轴承游隙允许值的选取根据国家轴承游隙标准。在这里根据HZF-606BS-3B轴承的内径，轴向游隙允许值为

当工作台上同时检测到有内圈，外圈和芯轴的存在时，钢球的半径偏差量通过装置上的显示灯进行显示。显示灯有6盏，分别对应了偏移量有10、7、3、0、-3、-7/μm六种规格，操作者根据同时亮起的两盏显示灯选取两列钢球尺寸进行安装。常量指示灯为内列匹配钢球，闪烁的是匹配外列的钢球。

设备系统上对接触角方向上的游隙G划分为11个等级，两列钢球有11种的搭配可以选择，但是事实上6种不同偏移量的钢球根据平均值可以分为14种不同搭配。

为了充分利用6种的钢球间的搭配，在对轮毂内圈、外圈、芯轴沟道圆心偏移量的求取钢球的匹配分析的基础上对根据游隙G允许值，G与钢球半径偏差量ΔR的关系做出表1。通过表1可以查询不同芯轴，外圈及内圈的配合游隙对应的两个钢球的偏差量。在实际的生产中可以方便操作者根据表1进行生产检验。

表1