本發(fā)明涉及軸承測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸承軸向游隙測量儀。

背景技術(shù)：

汽車水泵軸承目前有兩種類型：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)計四點接觸式，通常按四點接觸和深溝球軸承來計算球端的徑向游隙，按滾子軸承來計算滾子端的徑向游隙，對于成套軸承則取兩者的并集來計算徑向游隙，對于軸向游隙則取球端游隙來計算。而雙列球軸承通常設(shè)計為背靠背式，對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算方法來計算軸承的游隙。

針對汽車水泵軸承軸向游隙的測量，傳統(tǒng)的軸向游隙測量系統(tǒng)存在以下問題：

1、通常采用串口通信方式進行數(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量系統(tǒng)時的工作量變得極大，維護不便；在工業(yè)生產(chǎn)過程中往往會受到距離的限制，當(dāng)測量設(shè)備和上位機pc之間距離過遠時無法保證數(shù)據(jù)的可靠性，且傳輸速率變慢；另外，測量精度受環(huán)境因素的影響較大。

2、通常采用手動加載，加載的載荷值不穩(wěn)定，操作過程復(fù)雜，工作效率低，影響生產(chǎn)。

3、通常采用靜態(tài)的測量儀，芯軸不旋轉(zhuǎn)，軸承內(nèi)圈的溝道偏差不能彌補，影響結(jié)果值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀，它可以自動采集數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端，并能自動施加準(zhǔn)確的載荷，用來滿足實際中大批量生產(chǎn)的需要，保證該類軸承的軸向游隙能得到了準(zhǔn)確的檢測和很好的控制。

本發(fā)明為解決上述提出的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：提出一種汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀，包括

工作臺；

旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括驅(qū)動電機和芯軸，所述驅(qū)動電機帶動所述芯軸旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝在所述工作臺上，被測軸承安裝于所述芯軸的端部；

氣動加載機構(gòu)，包括加載頭，所述加載頭作用于被測軸承的外圈；

測量機構(gòu)，包括位移傳感器，所述位移傳感器安裝于所述工作臺并能夠相對所述工作臺移動，所述位移傳感器位于被測軸承外圈的外側(cè)；

測量系統(tǒng)，包括單片機、wifi模塊和上位機pc，所述單片機與所述位移傳感器連接，所述單片機通過所述wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給上位機pc。

上述方案中，被測軸承通過過松配合安裝于所述芯軸的端部，被測軸承的內(nèi)圈通過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)機構(gòu)還包括減速器、帶輪和同步帶，所述驅(qū)動電機與所述減速器連接，所述減速器與所述帶輪的軸連接，所述帶輪通過所述同步帶與所述芯軸上的從動帶輪相連。

上述方案中，所述測量機構(gòu)還包括測桿和套圈，所述工作臺上固定有立柱，所述套圈套設(shè)于所述立柱并通過鎖緊螺母固定，所述測桿與所述套圈活動連接，所述位移傳感器通過鎖緊螺釘、微調(diào)螺母與所述測桿固定連接。

上述方案中，所述氣動加載機構(gòu)還包括氣源裝置和氣動執(zhí)行元件，所述氣源裝置包括依次相連的空壓機、冷卻器、油水分離器、貯氣罐和分水濾氣器，所述氣動執(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，所述單片機為stc89c52rc單片機。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.將采集的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端，用無線通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸大大降低了搭建系統(tǒng)硬件的工作量，無需復(fù)雜的布線即可完成搭建工作，節(jié)省空間，維修方便，可以實現(xiàn)遠距離傳輸，工作者可以隨時隨地連接互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)接入來監(jiān)控檢測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，大大減輕了管理人員的工作量，使得遠距離得以實現(xiàn)，對汽車水泵軸承軸向游隙的測量變得更加方便快捷。

2.采用氣動加載的方式，通過減壓閥進行載荷大小的調(diào)節(jié)，通過電磁換向閥改變加載機構(gòu)的運動方向，施加載荷均勻且不受外界干擾，結(jié)果準(zhǔn)確。

3.芯軸帶動被測軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外圈的制造偏差以及安裝偏差在旋轉(zhuǎn)過程中通過滾動體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補，有利于提高測量的準(zhǔn)確值。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的氣動加載機構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的測量機構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的測量系統(tǒng)示意圖。

圖5是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的時鐘電路圖。

圖6是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的復(fù)位電路圖。

圖7是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的mos管的電平轉(zhuǎn)換原理圖。

圖8是本發(fā)明汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的主程序程序流程圖。

圖中：10、工作臺；11、立柱；20、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；21、驅(qū)動電機；22、減速器；23、帶輪；24、同步帶；25、芯軸；30、氣動加載機構(gòu)；31、氣源裝置；311、空壓機；312、冷卻器；313、油水分離器；314、貯氣罐；315、分水濾氣器；32、氣動執(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、測量機構(gòu)；41、位移傳感器；42、單總線；43、鎖緊螺釘；44、微調(diào)螺母；45、測桿；46、套圈；47、鎖緊螺母；50、被測軸承；51、軸承壓蓋；52、固定螺釘。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1-3所示，為本發(fā)明一較佳實施例的汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀，包括工作臺10、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)20、氣動加載機構(gòu)30、測量機構(gòu)40和測量系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)20和測量機構(gòu)40安裝于工作臺10上。

如圖1所示，工作臺10上固定有立柱11，測量機構(gòu)40安裝在立柱11上。

旋轉(zhuǎn)機構(gòu)20包括驅(qū)動電機21和芯軸25，驅(qū)動電機21安裝在工作臺10上，芯軸25通過軸承安裝在工作臺10上，驅(qū)動電機21帶動芯軸25旋轉(zhuǎn)。具體的，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)20還包括減速器22、帶輪23和同步帶24，驅(qū)動電機21與減速器22連接，減速器22與帶輪23的軸連接，帶輪23通過同步帶24與芯軸25上的從動帶輪相連。被測軸承50通過過松配合安裝于芯軸25的頂端，并通過軸承壓蓋51及固定螺釘52將被測軸承50的內(nèi)圈與芯軸25固定，使被測軸承50的內(nèi)圈能夠隨芯軸25旋轉(zhuǎn)。測量汽車水泵軸承軸向游隙時，由于被測軸承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)過程中通過滾動體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補，減小軸承軸向游隙測量誤差，有利于提高測量的準(zhǔn)確值。

如圖2所示，氣動加載機構(gòu)30，包括氣源裝置31和氣動執(zhí)行元件32，氣源裝置31包括依次相連的空壓機311、冷卻器312、油水分離器313、貯氣罐314和分水濾氣器315?？諌簷C311用來產(chǎn)生一定壓力和流量的壓縮空氣；冷卻器312用來將高溫氣體降至常溫，使高溫汽化的油分、水分分離出來；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，并從排污口出去；貯氣罐314用來貯存氣體；分水濾氣器315用來除去壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。氣動執(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作用于被測軸承50的外圈。減壓閥321用來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，并隨氣流進入到需要潤滑的部件，潤滑油隨氣流運動，使?jié)櫥透街诓考弦赃_到潤滑的目的；電磁換向閥323可以控制氣流的流動方向，氣流方向的改變可以實現(xiàn)加載頭326的上下運動；節(jié)流閥324通過改變氣體流量的大小來實現(xiàn)對執(zhí)行元件運動速度的控制；雙作用氣缸325通過壓縮空氣驅(qū)動活塞向兩個方向運動，雙作用氣缸325內(nèi)設(shè)有緩沖裝置，使活塞接近行程終點時減速。在本實施例中，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。氣動加載機構(gòu)30采用減壓閥321調(diào)節(jié)載荷的大小，通過電磁換向閥323改變加載機構(gòu)的運動方向，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，測量機構(gòu)40，包括位移傳感器41，位移傳感器41安裝于工作臺10并能夠相對工作臺10移動，位移傳感器41位于被測軸承50外圈的外側(cè)。具體的，測量機構(gòu)40還包括測桿45和套圈46，套圈46套設(shè)于立柱11并通過鎖緊螺母47固定，套圈46能夠沿立柱11上下移動以調(diào)節(jié)其豎直高度。測桿45與套圈46活動連接使測桿45能夠相對套圈46在水平方向做平移運動。位移傳感器41通過鎖緊螺釘43、微調(diào)螺母44與測桿45固定連接。在本實施例中，位移傳感器41為激光位移傳感器，用來采集被測軸承50外圈上下位移的變化信號，測量精度高，抗干擾能力強，反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)輕小，采集信號經(jīng)過一些列變換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，測量誤差小，結(jié)果準(zhǔn)確。

如圖4所示，測量系統(tǒng)包括單片機、wifi模塊和上位機pc，位移傳感器41通過單總線42與單片機連接，位移傳感器41將采集到的軸承軸向游隙值的數(shù)據(jù)通過單總線42傳輸給單片機，單片機對數(shù)據(jù)進行處理，單片機會將數(shù)字信號保持，單片機系統(tǒng)會將數(shù)字進行存儲，單片機系統(tǒng)會將數(shù)字進行處理，計算出所得數(shù)據(jù)的平均值。單片機再通過wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給pc端，pc端來顯示測量值。在本實施例中，單片機為stc89c52rc單片機。

圖5為系統(tǒng)的時鐘電路，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時鐘頻率并使其維持穩(wěn)定的狀態(tài)，本實施例中c1和c2大小為20pf，以保證電路具有良好的對稱性。

單片機在每次開始工作時都必須執(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，分別是上電自動復(fù)位與手動按鍵復(fù)位。本實施例中采用手動按鍵復(fù)位的方式，即通過人工在復(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之間加入人工開關(guān)，當(dāng)按下開關(guān)時，vcc就會被直接加到rst端。

在本實施例中wifi模塊為3.3v，stc89c52rc單片機為5v，因而兩者之間進行串口通信時需要加電平轉(zhuǎn)換模塊才能保證通信的正常進行。正確的信號電平可以保證系統(tǒng)的可靠工作，圖7為mos管的電平轉(zhuǎn)換電路。

本發(fā)明的汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的工作原理如下：

在測量前，根據(jù)被測軸承50的規(guī)格及尺寸計算出軸向游隙測量時需要加載的載荷值和需要測量的總次數(shù)。然后對被測軸承50進行必要的清洗后將其安裝在芯軸25上，調(diào)節(jié)測桿45使位移傳感器41處在合適的范圍內(nèi)。

啟動驅(qū)動電機21，芯軸25在驅(qū)動電機21的帶動下開始旋轉(zhuǎn)，帶動被測軸承50的內(nèi)圈開始旋轉(zhuǎn)，外圈保持不動。雙作用氣缸325開始逐漸向下對被測軸承50的外圈施加載荷，被測軸承50的外圈開始沿軸向向下移動，從一個極限位置移動到另一個極限位置。位移傳感器41記錄被測軸承50的外圈沿軸向的移動量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過單總線42傳輸給單片機，由單片機進行數(shù)據(jù)處理，單片機再通過wifi模塊將數(shù)據(jù)傳輸給pc端，pc端來顯示測量值。一次測量完成后通過電磁換向閥323控制加載機構(gòu)反向移動，被測軸承50的外圈又返回到原來的位置。重新啟動驅(qū)動電機21進行下一次測量，計算機會記錄這幾次測量的值，然后對數(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)明的汽車水泵軸承軸向游隙自動測量儀的有益效果有：

1.將采集的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)膚ifi技術(shù)發(fā)送到pc端，用無線通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸大大降低了搭建系統(tǒng)硬件的工作量，無需復(fù)雜的布線即可完成搭建工作，節(jié)省空間，維修方便，可以實現(xiàn)遠距離傳輸，工作者可以隨時隨地連接互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)接入來監(jiān)控檢測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，大大減輕了管理人員的工作量，使得遠距離得以實現(xiàn)，對汽車水泵軸承軸向游隙的測量變得更加方便快捷。

2.采用氣動加載的方式，通過減壓閥321進行載荷大小的調(diào)節(jié)，通過電磁換向閥323改變加載機構(gòu)的運動方向，施加載荷均勻且不受外界干擾，結(jié)果準(zhǔn)確。

3.芯軸25帶動被測軸承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)過程中通過滾動體的旋轉(zhuǎn)可以得到彌補，有利于提高測量的準(zhǔn)確值。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實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)明的保護之內(nèi)。