一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法与流程

1.本发明涉及背靠背圆锥滚子轴承的装配技术领域，尤其涉及一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法。


背景技术：

2.汽车工业是一种历史悠久、大规模生产、相对成熟的传统产业，其零部件的生产必须是快速高效的，因为这个特点，虽然经典设计的更改具有极大的经济价值，但是某些具有悠久历史的零部件设计仍然成为行业内部的通行规范。某些经典设计也不会成为不符合当代相关技术发展现状的过时设计，例如圆锥滚子轴承背靠背的装配在商用车独立悬架中的应用。
3.商用车独立悬架承载座与上下摆臂连接使用圆锥滚子轴承连接，采用的是背靠背装配方式，此装配方式承载能力与抵抗倾覆能力均较强，但是轴承游隙调整复杂，难以批量生产使用。此装配方式的使用工况是大载荷低转速，所以温度对于游隙的影响可以忽略，结合轴承厂家推荐经验以及验证结果，此处使用的游隙为零游隙状态，公差控制范围为 0.03/-0.02。该产品的结构形式为：轴承安装孔内设有凸台，两个轴承的外圈分别抵接在凸台的两侧，两个轴承的内圈中间设有隔套以及垫片。常用的装配方式为经验式装配，即先选择一组垫片安装至两个轴承的内圈之间并拧紧后，转动销轴，如销轴有卡滞现象，则垫片过薄，需选择较厚垫片，再拧紧测试；如手动晃动销轴，轴向的间隙较大，则垫片过厚，需减薄垫片厚度，该种装配方式效率低，主观性较大，难以保证产品的一致性和稳定性，其主要是因为背靠背圆锥滚子轴承装配时的游隙值难以测量，导致垫片的选择较困难。
4.因此，有必要提出一种新的背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法，通过该方法能够较简单的获得背靠背圆锥滚子轴承装配时的游隙值，进而选择适当厚度的垫片，使得背靠背圆锥滚子轴承零游隙装配的效率提高，降低装配难度，且提高产品的一致性和稳定性。
6.为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：
7.一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法，其包括以下步骤：
8.步骤一，将待装配的第一轴承的内圈、隔套以及第二轴承的内圈依次相贴，获得所述第一轴承的内圈的外侧至所述第二轴承的内圈的外侧的距离，记为t1；
9.步骤二，将所述第一轴承和所述第二轴承安装于承载座的轴承安装孔内，所述承载座的轴承安装孔内设有凸台，所述凸台的厚度与所述隔套的厚度相等，所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的外圈分别抵接在所述凸台的两侧，在所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈旋转的同时，对所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈施加朝所述凸台方向的轴向压力，获得所述第一轴承的内圈的外侧至所述第二轴承的内圈的外侧的距离，
记为t2，将所述第一轴承和所述第二轴承从所述承载座的轴承安装孔内取出；
10.步骤三，根据所述步骤一的t1和所述步骤二的t2，计量游隙值t＝t2-t1 α，其中α为补偿值，选择厚度分别为t/2的两个垫片；
11.步骤四，将所述第一轴承、所述第二轴承、所述隔套以及所述步骤三选择好的两个垫片装配至所述承载座的轴承安装孔内，其中所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的外圈分别抵接在所述承载座的所述凸台的两侧，两个所述垫片分别位于所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈的内侧，所述隔套位于两个所述垫片之间。
12.优选的，所述步骤一中，将待装配的第一轴承的内圈、隔套以及第二轴承的内圈依次相贴，且对所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈施加设定的轴向压力，获得所述第一轴承的内圈的外侧至所述第二轴承的内圈的外侧的距离，记为t1。
13.优选的，所述步骤一中，所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈旋转的同时，对所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈施加设定的轴向压力。
14.优选的，所述步骤一和所述步骤二中，所述轴向压力依据所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的外圈尺寸而定。
15.优选的，所述步骤一，将所述第一轴承的内圈与所述第二轴承的内圈分别套设在两个能够具有同轴方向的第一旋转轴和第二旋转轴的端部，将所述隔套放置在所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈之间，使所述第一轴承的内圈、所述隔套以及所述第二轴承的内圈依次相贴，在所述第一旋转轴和所述第二旋转轴分别带动所述第一轴承的内圈与所述第二轴承的内圈转动的同时，对所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈施加设定的轴向压力，使用传感器组件获得所述第一轴承的内圈的外侧至所述第二轴承的内圈的外侧的距离，即获得t1。
16.优选的，所述步骤二，将所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的外圈安装于所述承载座的轴承安装孔内，将所述第一轴承的内圈与所述第二轴承的内圈分别套设在所述第一旋转轴和所述第二旋转轴的端部，移动所述第一旋转轴和所述第二旋转轴，使所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈分别装配至所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的外圈内，在所述第一旋转轴和所述第二旋转轴分别带动所述第一轴承的内圈与所述第二轴承的内圈转动的同时，对所述第一轴承的内圈和所述第二轴承的内圈施加设定的轴向压力，使用所述传感器组件获得所述第一轴承的内圈的外侧至所述第二轴承的内圈的外侧的距离，即获得t2。
17.优选的，所述第二旋转轴和所述传感器组件均连接在可移动的机架上，所述第一旋转轴可滑动的连接在所述机架上，所述第一旋转轴能够带动所述第一轴承的内圈靠近所述第二旋转轴的端部套设的所述第二轴承的内圈，所述机架能够带动所述第一旋转轴和所述第二旋转轴移动。
18.优选的，所述机架安装有滑轨，所述滑轨连接有可滑动的第一滑块，所述第一滑块连接有支撑块，所述第一旋转轴贯穿所述支撑块且能够在所述支撑块内旋转，所述支撑块带动所述第一旋转轴移动，所述轴向压力通过第一气缸施加，所述第一气缸的输出端连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的端部与所述支撑块连接，所述第一气缸动所述第一伸缩杆将力作用于所述支撑块，所述支撑块将该力传递至套在所述第一旋转轴上的所述第一轴承的内圈。
19.优选的，所述传感器组件包括传感器、连接在所述机架上的第二气缸、连接在所述第二气缸的输出端的第二伸缩杆以及连接在所述第二伸缩杆的端部的移动块，所述传感器连接在所述移动块上。
20.优选的，所述传感器组件还包括连接在所述机架的第二滑块、贯穿所述第二滑块的导向杆以及连接在所述导向杆端部的限位块，所述移动块包覆在所述导向杆上且与所述第二滑块连接。
21.与现有技术相比，本发明一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法的有益效果在于：该装配方法简单、科学、有效，解决了背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配的批量生产问题；通过该装配方法首先获得背靠背圆锥滚子轴承装配时的游隙值，根据该游隙值选用适当的垫片，使得背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配的效率提高，降低装配难度，且提高产品的一致性和稳定性。
22.说明书附图
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
24.图1是本发明第一轴承的内圈、隔套以及第二轴承的内圈依次相贴的示意图；
25.图2是本发明一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙装配时的示意图；
26.图3是本发明测量装置的示意图；
27.图4是本发明测量装置连接上第一轴承的内圈和第二轴承的内圈的示意图；
28.图5是本发明支撑块的示意图。
具体实施方式
29.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参看图1至图5，本发明一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法，该背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配的使用工况是大载荷低转速，所以温度对于游隙的影响可以忽略，背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法包括以下步骤：
31.步骤一，请参看图1，将待装配的第一轴承1的内圈、隔套3以及第二轴承2的内圈依次相贴，获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，记为t1，也可以分别获取第一轴承1的内圈、隔套3以及第二轴承2的内圈的厚度值，将三者厚度值之和记为t1，参看图2，t1＝a1 a2 b；
32.具体的，将待装配的第一轴承1的内圈、隔套3以及第二轴承2的内圈依次相贴，且对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力，获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，记为t1；对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力用以消除第一轴承1的内圈、第二轴承2的内圈以及隔套3之间的间隙，使得测量的t1值更为精确；
33.具体的，第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈旋转的同时，对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力；该设计能够更好的模拟第一轴承1和第二轴承2工作时的状态，使得测量的t1值更为精确，减小误差；
34.具体的，请参看图3和图4，将第一轴承1的内圈与第二轴承2的内圈分别套设在两个能够具有同轴方向的第一旋转轴71和第二旋转轴81的端部，将隔套3放置在第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈之间，使第一轴承1的内圈、隔套3以及第二轴承2的内圈依次相贴，在第一旋转轴71和第二旋转轴81分别带动第一轴承1的内圈与第二轴承2的内圈转动的同时，对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力，使用传感器组件9获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，即获得t1；
35.步骤二，请参看图2，将第一轴承1和第二轴承2安装于承载座5的轴承安装孔内，承载座5的轴承安装孔内设有凸台51，凸台51的厚度与隔套3的厚度相等，第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈分别抵接在凸台51的两侧，在第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈旋转的同时，对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加朝凸台51方向的轴向压力，防止因第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈安装不到位造成测量误差，此时，获得第一轴承的1内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，记为t2，将第一轴承1和第二轴承2从承载座5的轴承安装孔内取出；
36.具体的，步骤一和步骤二中，轴向压力依据第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈尺寸而定；例如第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈的直径为45～90mm时，轴向压力为10kg；
37.具体的，请参看图2至图4，将第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈安装于承载座5的轴承安装孔内，将第一轴承1的内圈与第二轴承2的内圈分别套设在第一旋转轴71和第二旋转轴81的端部，移动第一旋转轴71和第二旋转轴81，使第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈分别装配至第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈内，在第一旋转轴71和第二旋转轴81分别带动第一轴承1的内圈与第二轴承2的内圈转动的同时，对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力，使用传感器组件9获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，即获得t2；
38.步骤三，根据步骤一的t1和所述步骤二的t2，计量游隙值t＝t2-t1 α，其中α为补偿值；因为第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈需过盈装配至承载座5的轴承安装孔内，容易导致第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈产生形变，并且上述步骤一获得t1和步骤二获得t2时会存在一定程度的误差，所以使用α作为补偿值；α的获得借助于上述步骤一获得的t1和步骤二获得的t2，计量α＝t1-t2 d(d为选用的合理的垫片的厚度值，d与上述游隙值t相等)，垫片的选择采用背景技术提到的经验式装配来获得，即选择两个厚度相等的垫片分别装配至第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈的内侧，两个垫片之间设有隔套，转动销轴，销轴旋转顺畅，且测量销轴的启动力矩使销轴的轴向位移量不大于0.03mm，则确认两个该垫片选用合理，计量两个垫片的总厚度值为d；根据游隙值t，选择厚度分别为t/2的两个垫片4；
39.步骤四，将第一轴承1、第二轴承2、隔套3以及步骤三选择好的两个垫片4装配至承载座5的轴承安装孔内，其中第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈分别抵接在承载座5的凸台51的两侧，两个垫片4分别位于第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈的内侧，隔套3位于
所述垫4片之间。
40.具体的，请参看图3至图5，上述步骤一的t1和步骤二的t2均使用测量装置来进行获得，该测量装置包括可移动的机架6以及连接在机架6上的第一测量组件7和第二测量组件8，传感器组件9连接在可移动的机架6上，传感器组件9位于第二测量组件8的侧边，第一测量组件7用于连接第一轴承1的内圈，第二测量组件8用于连接第二轴承2的内圈，第一测量组件7和第二测量组件8相对应，使得第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈能够靠近；机架6设置为可移动的，其可以带着第一测量组件7、第二测量组件8和传感器组件9一起移动，使整个测量装置到达承载座处，机架6能够带动第一旋转轴71和第二旋转轴81移动，使得第一旋转轴71带着第一轴承1的内圈和第二旋转轴81带着第二轴承2的内圈均能够到达承载座处，便于获得t2。
41.请参看图3和图4，机架6包括顶架61、分别连接在顶架61两端的第一竖架62和第二竖架63以及分别连接在第一竖架62的端部和第二竖架63的端部的第一横架64和第二横架65，第一测量组件7连接在第一横架64上，第二测量组件8和传感器组件9连接在第二横架65上。
42.请参看图3和图4，第一测量组件7包括可滑动连接在机架6上的第一旋转轴71、驱动第一旋转轴71转动的第一旋转电机72以及连接在机架6上的第一气缸73，第一轴承1的内圈套在第一旋转轴71的端部，第一气缸73用于对第一轴承1的内圈施加轴向压力，工作时，第一旋转轴71能够带动第一轴承1的内圈靠近第二旋转轴81的端部套设的第二轴承2的内圈，便于获得t1和t2；根据工作需求，也可以启动第一旋转电机72，使其驱动第一旋转轴71转动，从而带动第一轴承1的内圈转动，同时，也可以根据工作需求，使得第一气缸73对第一轴承1的内圈施加设定的轴向压力。具体的，第一旋转轴71可滑动连接在第一横架64上，第一气缸73连接在第一横架64的端部。
43.具体的，第一测量组件7还包括安装在机架6上的滑轨74、可滑动连接在滑轨74上的第一滑块75以及连接在第一滑块75上的支撑块76，第一旋转轴71贯穿支撑块76且能够在支撑块76内旋转，第一旋转电机72的输出端与第一旋转轴71连接，第一气缸73的输出端连接有第一伸缩杆77，第一伸缩杆77的端部与支撑块76连接。工作时，支撑块76带动第一旋转轴71移动，支撑块76移动时，第一滑块75沿着滑轨74移动，增加支撑块76移动时的稳定性，滑轨74的长度依据第一测量组件7与第二测量组件8之间的距离而定，使套设在第一旋转轴71端部的第一轴承1的内圈能够靠近套设在第二旋转轴81端部的第二轴承2的内圈，并且第一滑块75不脱离滑轨74；轴向压力通过第一气缸73施加，第一气缸73驱动第一伸缩杆77将力作用于支撑块76，支撑块76将该力传递至套在第一旋转轴71上的第一轴承1的内圈，实现第一气缸73对第一轴承1的内圈施加设定的轴向压力，本实施例中，滑轨74安装在第一横架64的底部，第一气缸73通过连接架78连接在第一横架64的端部，设计合理，便于操作。
44.具体的，请参看图5，支撑块76包括与滑块75连接的横块761以及与横块761连接的第一竖块762和第二竖块763，第二竖块763连接在横块761的端部，第一旋转轴71贯穿第一竖块762和第二竖块763，第一伸缩杆77的端部连接在第一竖块762的侧边。为了保证第一伸缩杆77更好的将力作用于该支撑块76，支撑块76还包括连接在第一竖块762和第二竖块763之间的加固块764。
45.具体的，请参看图3和图4，第一测量组件7还包括套在第一旋转轴71外周的第一圆
盘79，工作时，第一轴承1的内圈位于第一圆盘79的侧边，第一圆盘79能够起到限位的作用，使得第一轴承1的内圈套在第一旋转轴71的端部，容易实现第一轴承1的内圈在一定范围内靠近第二轴承2的内圈。
46.请参看图3和图4，第二测量组件8包括连接在机架6上的第二旋转轴81以及驱动第二旋转轴81转动的第二旋转电机82，第二轴承2的内圈套在第二旋转轴81的，可以根据工作需要，使得第二旋转电机82驱动第二旋转轴81转动，带动第二轴承2的内圈转动。具体的，第二旋转轴81贯穿第二横架65，第二旋转电机82连接在第二横架65的端部。
47.具体的，第二测量组件8还包括与第二旋转电机82连接的减速电机83，第二旋转轴81与减速电机83的输出端连接。
48.具体的，第二测量组件8还包括套在第二旋转轴81外周的第二圆盘84，工作时，第二轴承2的内圈位于第二圆盘84的侧边，第二圆盘84能够起到限位的作用，使得第二轴承1的内圈套在第二旋转轴81的端部，从而容易实现第一轴承1的内圈靠近第二轴承2的内圈。
49.请参看图3和图4，传感器组件9用于测量t1和t2，其包括可移动连接在机架6上的传感器91，传感器91能够移动至第一圆盘79处，从而测量t1和t2。具体的，传感器91可移动连接在第二横架65上。
50.具体的，传感器组件9还包括连接在机架6上的第二气缸92、连接在第二气缸92的输出端的第二伸缩杆93以及连接在第二伸缩杆93的端部的移动块94，传感器91连接在移动块94上，工作时，第二气缸92驱动第二伸缩杆93伸缩，使得移动块94带动传感器91移动，实现传感器91可移动连接在机架6上。
51.具体的，传感器组件9还包括连接在机架6的第二滑块95、贯穿第二滑块95的导向杆96以及连接在导向杆96端部的限位块97，移动块94包覆在导向杆96上且位与第二滑块95连接，移动块94移动时，其能够沿着导向杆96移动，同时第二滑块95沿着机架6滑动，如此保证传感器91移动时的稳定性，保证传感器91测量的精度。
52.为了使本实例的测量装置实现自动化控制，请参看图3和图4，机架1上设有第一启动键66、第一停止键67、第二启动键68以及第二停止键69，第一启动键66用于控制第一旋转电机72和第一气缸73的启动，使得第一旋转电机72和第一气缸73能够同时启动或者根据需求对两者按照设定的时间间隔来启动；第一停止键67用于控制第一旋转电机72和第一气缸73的停止工作，使得第一旋转电机72和第一气缸73能够同时停止工作或者根据需求对两者按照设定的时间间隔来停止工作；第二启动键68用于控制第二旋转电机82和第二气缸92的启动，使两者按照设定的时间间隔来启动；第二停止键69用于第二旋转电机82和第二气缸92的停止工作。
53.请参看图1至图5，本实施例测量装置的工作原理为：
54.1、将第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈分别套在第一旋转轴71和第二旋转轴81的端部，并将隔套3与第二轴承2的内圈相贴(也可以将隔套与第一轴承1的内圈相贴，本实施例因为第一轴承1的内圈需要跟随第一旋转轴71移动，所以选择将隔套3与第二轴承2的内圈相贴)，移动第一旋转轴71，使其带动第一轴承1的内圈贴至隔套3(第二轴承2的内圈和隔套3的位置保持不动)，完成第一轴承1的内圈、隔套3和第二轴承2的内圈依次相贴；传感器组件9获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，即t1；传感器组件9获得t1时，可以根据工作需要，使得第一旋转轴71带动第一轴承1的内圈转动，第二旋转
轴81带动第二轴承2的内圈转动，也可以根据工作需要，使用第一气缸73对第一轴承1的内圈施加轴向压力；
55.2、分别将第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈安装至承载座5的轴承安装孔内，第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈分别抵接在凸台51的两侧，再移动整个测量装置，使套在第一旋转轴71上的第一轴承1的内圈和套在第二旋转轴81上的第二轴承2的内圈分别装配至第一轴承1的外圈和第二轴承2的外圈内，在第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈旋转的同时，使用第一气缸73对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力，由于第二轴承2的内圈的横向位置保持不动，所以能够实现第一气缸73对第一轴承1的内圈和第二轴承2的内圈施加设定的轴向压力；传感器组件9获得第一轴承1的内圈的外侧至第二轴承2的内圈的外侧的距离，即t2。
56.本发明一种背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配方法，该装配方法简单、科学、有效，解决了背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配的批量生产问题；通过该装配方法首先获得背靠背圆锥滚子轴承装配时的游隙值，根据该游隙值选用适当的垫片，使得背靠背圆锥滚子轴承零游隙的装配的效率提高，降低装配难度，且提高产品的一致性和稳定性。
57.当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求的范围内。