本發(fā)明涉及軸承測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種軸承軸向游隙測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù):
汽車(chē)水泵軸承目前有兩種類(lèi)型:一種是一列球一列滾子軸承,另一種是雙列球軸承。為了減小摩擦和提高汽車(chē)水泵軸承的壽命,通常將一列球一列滾子軸承的球端設(shè)計(jì)四點(diǎn)接觸式,通常按四點(diǎn)接觸和深溝球軸承來(lái)計(jì)算球端的徑向游隙,按滾子軸承來(lái)計(jì)算滾子端的徑向游隙,對(duì)于成套軸承則取兩者的并集來(lái)計(jì)算徑向游隙,對(duì)于軸向游隙則取球端游隙來(lái)計(jì)算。而雙列球軸承通常設(shè)計(jì)為背靠背式,對(duì)于這種軸承則不能按深溝球軸承的徑向游隙和軸向游隙的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算軸承的游隙。
針對(duì)汽車(chē)水泵軸承軸向游隙的測(cè)量,傳統(tǒng)的軸向游隙測(cè)量系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:
1、通常采用串口通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,這種傳輸形式需要大量的布線,使得搭建軸向游隙測(cè)量系統(tǒng)時(shí)的工作量變得極大,維護(hù)不便;在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)受到距離的限制,當(dāng)測(cè)量設(shè)備和上位機(jī)pc之間距離過(guò)遠(yuǎn)時(shí)無(wú)法保證數(shù)據(jù)的可靠性,且傳輸速率變慢;另外,測(cè)量精度受環(huán)境因素的影響較大。
2、通常采用手動(dòng)加載,加載的載荷值不穩(wěn)定,操作過(guò)程復(fù)雜,工作效率低,影響生產(chǎn)。
3、通常采用靜態(tài)的測(cè)量?jī)x,芯軸不旋轉(zhuǎn),軸承內(nèi)圈的溝道偏差不能彌補(bǔ),影響結(jié)果值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x,它可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù),將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端,并能自動(dòng)施加準(zhǔn)確的載荷,用來(lái)滿足實(shí)際中大批量生產(chǎn)的需要,保證該類(lèi)軸承的軸向游隙能得到了準(zhǔn)確的檢測(cè)和很好的控制。
本發(fā)明為解決上述提出的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:提出一種汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x,包括
工作臺(tái);
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和芯軸,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述芯軸旋轉(zhuǎn),所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在所述工作臺(tái)上,被測(cè)軸承安裝于所述芯軸的端部;
氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu),包括加載頭,所述加載頭作用于被測(cè)軸承的外圈;
測(cè)量機(jī)構(gòu),包括位移傳感器,所述位移傳感器安裝于所述工作臺(tái)并能夠相對(duì)所述工作臺(tái)移動(dòng),所述位移傳感器位于被測(cè)軸承外圈的外側(cè);
測(cè)量系統(tǒng),包括單片機(jī)、wifi模塊和上位機(jī)pc,所述單片機(jī)與所述位移傳感器連接,所述單片機(jī)通過(guò)所述wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)pc。
上述方案中,被測(cè)軸承通過(guò)過(guò)松配合安裝于所述芯軸的端部,被測(cè)軸承的內(nèi)圈通過(guò)軸承壓蓋及固定螺釘與所述芯軸固定。
上述方案中,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括減速器、帶輪和同步帶,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述減速器連接,所述減速器與所述帶輪的軸連接,所述帶輪通過(guò)所述同步帶與所述芯軸上的從動(dòng)帶輪相連。
上述方案中,所述測(cè)量機(jī)構(gòu)還包括測(cè)桿和套圈,所述工作臺(tái)上固定有立柱,所述套圈套設(shè)于所述立柱并通過(guò)鎖緊螺母固定,所述測(cè)桿與所述套圈活動(dòng)連接,所述位移傳感器通過(guò)鎖緊螺釘、微調(diào)螺母與所述測(cè)桿固定連接。
上述方案中,所述氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu)還包括氣源裝置和氣動(dòng)執(zhí)行元件,所述氣源裝置包括依次相連的空壓機(jī)、冷卻器、油水分離器、貯氣罐和分水濾氣器,所述氣動(dòng)執(zhí)行元件包括依次相連的減壓閥、油霧器、電磁換向閥、節(jié)流閥和雙作用氣缸,所述分水濾氣器與所述減壓閥連接,所述加載頭固定安裝于所述雙作用氣缸的活塞桿的端部。
上述方案中,所述減壓閥為外部先導(dǎo)式減壓閥。
上述方案中,所述電磁換向閥為三位四通電磁換向閥。
上述方案中,所述節(jié)流閥為單向節(jié)流閥。
上述方案中,所述位移傳感器為激光位移傳感器。
上述方案中,所述單片機(jī)為stc89c52rc單片機(jī)。
本發(fā)明的有益效果在于:
1.將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端,用無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸大大降低了搭建系統(tǒng)硬件的工作量,無(wú)需復(fù)雜的布線即可完成搭建工作,節(jié)省空間,維修方便,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,工作者可以隨時(shí)隨地連接互聯(lián)網(wǎng),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入來(lái)監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),大大減輕了管理人員的工作量,使得遠(yuǎn)距離得以實(shí)現(xiàn),對(duì)汽車(chē)水泵軸承軸向游隙的測(cè)量變得更加方便快捷。
2.采用氣動(dòng)加載的方式,通過(guò)減壓閥進(jìn)行載荷大小的調(diào)節(jié),通過(guò)電磁換向閥改變加載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向,施加載荷均勻且不受外界干擾,結(jié)果準(zhǔn)確。
3.芯軸帶動(dòng)被測(cè)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn),內(nèi)外圈的制造偏差以及安裝偏差在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補(bǔ),有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確值。
附圖說(shuō)明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,附圖中:
圖1是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量機(jī)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
圖5是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的時(shí)鐘電路圖。
圖6是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的復(fù)位電路圖。
圖7是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的mos管的電平轉(zhuǎn)換原理圖。
圖8是本發(fā)明汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的主程序程序流程圖。
圖中:10、工作臺(tái);11、立柱;20、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);21、驅(qū)動(dòng)電機(jī);22、減速器;23、帶輪;24、同步帶;25、芯軸;30、氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu);31、氣源裝置;311、空壓機(jī);312、冷卻器;313、油水分離器;314、貯氣罐;315、分水濾氣器;32、氣動(dòng)執(zhí)行元件;321、減壓閥;322、油霧器;323、電磁換向閥;324、節(jié)流閥;325、雙作用氣缸;3251、活塞桿;326、加載頭;40、測(cè)量機(jī)構(gòu);41、位移傳感器;42、單總線;43、鎖緊螺釘;44、微調(diào)螺母;45、測(cè)桿;46、套圈;47、鎖緊螺母;50、被測(cè)軸承;51、軸承壓蓋;52、固定螺釘。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
如圖1-3所示,為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x,包括工作臺(tái)10、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20、氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu)30、測(cè)量機(jī)構(gòu)40和測(cè)量系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20和測(cè)量機(jī)構(gòu)40安裝于工作臺(tái)10上。
如圖1所示,工作臺(tái)10上固定有立柱11,測(cè)量機(jī)構(gòu)40安裝在立柱11上。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)21和芯軸25,驅(qū)動(dòng)電機(jī)21安裝在工作臺(tái)10上,芯軸25通過(guò)軸承安裝在工作臺(tái)10上,驅(qū)動(dòng)電機(jī)21帶動(dòng)芯軸25旋轉(zhuǎn)。具體的,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20還包括減速器22、帶輪23和同步帶24,驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與減速器22連接,減速器22與帶輪23的軸連接,帶輪23通過(guò)同步帶24與芯軸25上的從動(dòng)帶輪相連。被測(cè)軸承50通過(guò)過(guò)松配合安裝于芯軸25的頂端,并通過(guò)軸承壓蓋51及固定螺釘52將被測(cè)軸承50的內(nèi)圈與芯軸25固定,使被測(cè)軸承50的內(nèi)圈能夠隨芯軸25旋轉(zhuǎn)。測(cè)量汽車(chē)水泵軸承軸向游隙時(shí),由于被測(cè)軸承50的內(nèi)圈可以隨芯軸25一起旋轉(zhuǎn),且轉(zhuǎn)速均勻,使得內(nèi)外圈的制造偏差以及安裝偏差在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補(bǔ),減小軸承軸向游隙測(cè)量誤差,有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確值。
如圖2所示,氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu)30,包括氣源裝置31和氣動(dòng)執(zhí)行元件32,氣源裝置31包括依次相連的空壓機(jī)311、冷卻器312、油水分離器313、貯氣罐314和分水濾氣器315??諌簷C(jī)311用來(lái)產(chǎn)生一定壓力和流量的壓縮空氣;冷卻器312用來(lái)將高溫氣體降至常溫,使高溫汽化的油分、水分分離出來(lái);油水分離器313可以使降溫的油滴和水滴等雜質(zhì)從空氣中分離出來(lái),并從排污口出去;貯氣罐314用來(lái)貯存氣體;分水濾氣器315用來(lái)除去壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。氣動(dòng)執(zhí)行元件32包括依次相連的減壓閥321、油霧器322、電磁換向閥323、節(jié)流閥324和雙作用氣缸325。分水濾氣器315與減壓閥321連接,雙作用氣缸325的活塞桿3251的端部固定安裝有加載頭326,加載頭326作用于被測(cè)軸承50的外圈。減壓閥321用來(lái)將氣壓減到裝置所需要的壓力,并保持減壓后的壓力值穩(wěn)定;油霧器322可以使?jié)櫥挽F化,并隨氣流進(jìn)入到需要潤(rùn)滑的部件,潤(rùn)滑油隨氣流運(yùn)動(dòng),使?jié)櫥透街诓考弦赃_(dá)到潤(rùn)滑的目的;電磁換向閥323可以控制氣流的流動(dòng)方向,氣流方向的改變可以實(shí)現(xiàn)加載頭326的上下運(yùn)動(dòng);節(jié)流閥324通過(guò)改變氣體流量的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的控制;雙作用氣缸325通過(guò)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng),雙作用氣缸325內(nèi)設(shè)有緩沖裝置,使活塞接近行程終點(diǎn)時(shí)減速。在本實(shí)施例中,減壓閥321為外部先導(dǎo)式減壓閥,電磁換向閥323為三位四通電磁換向閥,節(jié)流閥324為單向節(jié)流閥。氣動(dòng)加載機(jī)構(gòu)30采用減壓閥321調(diào)節(jié)載荷的大小,通過(guò)電磁換向閥323改變加載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向,減壓閥321施加的載荷均勻不受外界干擾,結(jié)果準(zhǔn)確。
如圖3所示,測(cè)量機(jī)構(gòu)40,包括位移傳感器41,位移傳感器41安裝于工作臺(tái)10并能夠相對(duì)工作臺(tái)10移動(dòng),位移傳感器41位于被測(cè)軸承50外圈的外側(cè)。具體的,測(cè)量機(jī)構(gòu)40還包括測(cè)桿45和套圈46,套圈46套設(shè)于立柱11并通過(guò)鎖緊螺母47固定,套圈46能夠沿立柱11上下移動(dòng)以調(diào)節(jié)其豎直高度。測(cè)桿45與套圈46活動(dòng)連接使測(cè)桿45能夠相對(duì)套圈46在水平方向做平移運(yùn)動(dòng)。位移傳感器41通過(guò)鎖緊螺釘43、微調(diào)螺母44與測(cè)桿45固定連接。在本實(shí)施例中,位移傳感器41為激光位移傳感器,用來(lái)采集被測(cè)軸承50外圈上下位移的變化信號(hào),測(cè)量精度高,抗干擾能力強(qiáng),反應(yīng)速度快,結(jié)構(gòu)輕小,采集信號(hào)經(jīng)過(guò)一些列變換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),測(cè)量誤差小,結(jié)果準(zhǔn)確。
如圖4所示,測(cè)量系統(tǒng)包括單片機(jī)、wifi模塊和上位機(jī)pc,位移傳感器41通過(guò)單總線42與單片機(jī)連接,位移傳感器41將采集到的軸承軸向游隙值的數(shù)據(jù)通過(guò)單總線42傳輸給單片機(jī),單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,單片機(jī)會(huì)將數(shù)字信號(hào)保持,單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)將數(shù)字進(jìn)行存儲(chǔ),單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)將數(shù)字進(jìn)行處理,計(jì)算出所得數(shù)據(jù)的平均值。單片機(jī)再通過(guò)wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給pc端,pc端來(lái)顯示測(cè)量值。在本實(shí)施例中,單片機(jī)為stc89c52rc單片機(jī)。
圖5為系統(tǒng)的時(shí)鐘電路,可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率并使其維持穩(wěn)定的狀態(tài),本實(shí)施例中c1和c2大小為20pf,以保證電路具有良好的對(duì)稱性。
單片機(jī)在每次開(kāi)始工作時(shí)都必須執(zhí)行復(fù)位操作,以保證cpu和系統(tǒng)的所有組件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)。常用外部復(fù)位電路有有兩種,分別是上電自動(dòng)復(fù)位與手動(dòng)按鍵復(fù)位。本實(shí)施例中采用手動(dòng)按鍵復(fù)位的方式,即通過(guò)人工在復(fù)位引腳輸入持續(xù)的高電平,圖6為復(fù)位電路,通常是在rst端和vcc之間加入人工開(kāi)關(guān),當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí),vcc就會(huì)被直接加到rst端。
在本實(shí)施例中wifi模塊為3.3v,stc89c52rc單片機(jī)為5v,因而兩者之間進(jìn)行串口通信時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換模塊才能保證通信的正常進(jìn)行。正確的信號(hào)電平可以保證系統(tǒng)的可靠工作,圖7為mos管的電平轉(zhuǎn)換電路。
本發(fā)明的汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的工作原理如下:
在測(cè)量前,根據(jù)被測(cè)軸承50的規(guī)格及尺寸計(jì)算出軸向游隙測(cè)量時(shí)需要加載的載荷值和需要測(cè)量的總次數(shù)。然后對(duì)被測(cè)軸承50進(jìn)行必要的清洗后將其安裝在芯軸25上,調(diào)節(jié)測(cè)桿45使位移傳感器41處在合適的范圍內(nèi)。
啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)21,芯軸25在驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的帶動(dòng)下開(kāi)始旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)被測(cè)軸承50的內(nèi)圈開(kāi)始旋轉(zhuǎn),外圈保持不動(dòng)。雙作用氣缸325開(kāi)始逐漸向下對(duì)被測(cè)軸承50的外圈施加載荷,被測(cè)軸承50的外圈開(kāi)始沿軸向向下移動(dòng),從一個(gè)極限位置移動(dòng)到另一個(gè)極限位置。位移傳感器41記錄被測(cè)軸承50的外圈沿軸向的移動(dòng)量,并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)單總線42傳輸給單片機(jī),由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,單片機(jī)再通過(guò)wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給pc端,pc端來(lái)顯示測(cè)量值。一次測(cè)量完成后通過(guò)電磁換向閥323控制加載機(jī)構(gòu)反向移動(dòng),被測(cè)軸承50的外圈又返回到原來(lái)的位置。重新啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)21進(jìn)行下一次測(cè)量,計(jì)算機(jī)會(huì)記錄這幾次測(cè)量的值,然后對(duì)數(shù)據(jù)求平均值就可以準(zhǔn)確得到水泵軸連軸承的軸向游隙值。
使用本發(fā)明的汽車(chē)水泵軸承軸向游隙自動(dòng)測(cè)量?jī)x的有益效果有:
1.將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端,用無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸大大降低了搭建系統(tǒng)硬件的工作量,無(wú)需復(fù)雜的布線即可完成搭建工作,節(jié)省空間,維修方便,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,工作者可以隨時(shí)隨地連接互聯(lián)網(wǎng),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入來(lái)監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),大大減輕了管理人員的工作量,使得遠(yuǎn)距離得以實(shí)現(xiàn),對(duì)汽車(chē)水泵軸承軸向游隙的測(cè)量變得更加方便快捷。
2.采用氣動(dòng)加載的方式,通過(guò)減壓閥321進(jìn)行載荷大小的調(diào)節(jié),通過(guò)電磁換向閥323改變加載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向,施加載荷均勻且不受外界干擾,結(jié)果準(zhǔn)確。
3.芯軸25帶動(dòng)被測(cè)軸承50內(nèi)圈旋轉(zhuǎn),內(nèi)外圈的制造偏差以及安裝偏差在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補(bǔ),有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確值。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式,上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的,而不是限制性的,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下,在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可做出很多形式,這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。