本發(fā)明涉及一種輪轂軸承單元，具體是一種帶有“直角形”滾珠保持架并且采用綜合手段監(jiān)測(cè)滾珠體磨損的輪轂軸承單元，屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有各種結(jié)構(gòu)的輪轂軸承單元，外觀和結(jié)構(gòu)大同小異，主要有內(nèi)外法蘭盤(pán)套圈、小內(nèi)圈、一列或兩列滾珠以及保持架、橡膠密封圈和噪聲傳感器組成。常見(jiàn)的主要有深溝球軸承、圓柱滾子軸承以及圓錐滾子軸承，深溝球軸承和圓柱滾子軸承主要承受徑向載荷，對(duì)于軸向載荷的抵抗能力不足，圓錐滾子軸承既能承受徑向載荷也能承受軸向載荷，但不適合較高的工作轉(zhuǎn)速，并且在徑向和軸向也不能承載較大的載荷。現(xiàn)有的軸承故障監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是在內(nèi)外圈之間安裝噪聲傳感器，通過(guò)監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中噪聲的大小來(lái)判斷滾珠是否破碎。這種軸承故障的監(jiān)測(cè)方法手段比較單一，容易受外界聲音的影響，造成監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有輪轂軸承單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足和軸承磨損監(jiān)測(cè)方法的單一問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種輪轂軸承單元及其滾珠磨損監(jiān)測(cè)方法，采用“直角形”保持架并采用綜合手段監(jiān)測(cè)滾珠體磨損。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種輪轂軸承單元，包括內(nèi)圈、外圈、連接軸、鐘形殼、兩個(gè)直角形保持架，所述內(nèi)圈由左分離內(nèi)圈和右分離內(nèi)圈組成，左分離內(nèi)圈和右分離內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)花鍵與連接軸裝配在一起；連接軸一端帶有凸肩，另一端設(shè)置有螺紋并安裝有雙螺母；所述鐘形殼套設(shè)在連接軸上帶有凸肩的一端；直角形保持架由中心軸相互垂直的水平軸段向和豎直圓盤(pán)組成，水平軸段上設(shè)置有水平兜孔，豎直圓盤(pán)上設(shè)置有豎直兜孔，兩個(gè)直角形保持架分別設(shè)置在左分離內(nèi)圈與外圈之間、右分離內(nèi)圈與外圈之間，兩個(gè)直角形保持架的水平兜孔和豎直兜孔中均安裝有滾珠，其中水平兜孔中的滾珠安裝在外圈內(nèi)緣和左分離內(nèi)圈或者右分離內(nèi)圈外緣之間，豎直兜孔中的滾珠安裝在在外圈的端面和左分離內(nèi)圈或者右分離內(nèi)圈的法蘭端面之間；所述外圈上設(shè)置有三個(gè)傳感器安裝孔，分別安裝有兩個(gè)激光測(cè)距傳感器、溫度傳感器，兩個(gè)激光測(cè)距傳感器分別用于監(jiān)測(cè)外圈與左分離內(nèi)圈的間隙、外圈與右分離內(nèi)圈的間隙，溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)外圈之間溫度的變化。

所述直角形保持架的水平軸段的長(zhǎng)度大于豎直圓盤(pán)一端外圓的半徑，水平兜孔和豎直兜孔的中心線(xiàn)相互垂直，且水平兜孔的直徑大于豎直兜孔的直徑，豎直端面和水平軸段外圓面之間為斜面過(guò)渡。

所述外圈的左右兩邊端面上與滾珠接觸處設(shè)有滾道，外圈內(nèi)緣表面與滾珠接觸處設(shè)有滾道。

所述左分離內(nèi)圈的法蘭盤(pán)右端面及右分離內(nèi)圈左端面上與滾珠接觸處均設(shè)有滾道；左分離內(nèi)圈及右分離內(nèi)圈的水平段的外緣表面與滾珠接觸處均設(shè)有滾道。

所述左分離內(nèi)圈的法蘭盤(pán)右端面及右分離內(nèi)圈左端面上均開(kāi)有環(huán)形槽；所述外圈的端面開(kāi)設(shè)有用于安裝密封圈的孔，密封圈以過(guò)盈配合的方式安裝在孔中，孔的軸向長(zhǎng)度小于密封圈的長(zhǎng)度，密封圈的一端與孔的底部接觸，另一端伸入環(huán)形槽內(nèi)，與環(huán)形槽的底端面接觸，密封圈與環(huán)形槽過(guò)盈配合，密封圈的厚度小于環(huán)形槽的寬度。

所述左分離內(nèi)圈的軸頸右端及右分離內(nèi)圈的軸頸左端均開(kāi)有環(huán)形槽，兩個(gè)環(huán)形槽中分別設(shè)置有兩個(gè)擋油環(huán)，兩個(gè)擋油環(huán)分別與兩個(gè)環(huán)形槽過(guò)盈配合。

一種輪轂軸承單元的滾珠磨損監(jiān)測(cè)方法，兩個(gè)激光測(cè)距傳感器及溫度傳感器的探頭伸入兩個(gè)擋油環(huán)之間；兩個(gè)激光測(cè)距傳感器分別監(jiān)測(cè)外圈和左分離內(nèi)圈之間的間隙、監(jiān)測(cè)外圈和右分離內(nèi)圈之間的間隙，溫度傳感器監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行過(guò)程中外圈和內(nèi)圈之間的溫度變化；正常情況下內(nèi)外圈間的間隙為h，當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)磨損時(shí)，內(nèi)外圈間隙減小為h1，激光測(cè)距傳感器將測(cè)得的間隙h1送入汽車(chē)的ecu，當(dāng)h1小于限定值h0時(shí)，ecu會(huì)向駕駛室發(fā)出故障指示信號(hào)，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溫度傳感器將測(cè)得溫度信號(hào)c1送入ecu，當(dāng)c1的值大于限定值c0時(shí)，ecu向駕駛室發(fā)出故障指示信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)軸承磨損情況的監(jiān)測(cè)。

有益效果：本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

與現(xiàn)有輪轂軸承相比，本發(fā)明采用“直角形”軸承保持架，在軸承徑向和軸向上都安裝有滾珠，大大提高了軸承的軸向和徑向剛度，增強(qiáng)了軸承的抗載荷能力，使軸承運(yùn)行過(guò)程中更加平穩(wěn)、安全。

本發(fā)明安裝了激光測(cè)距傳感器和溫度傳感器，用于監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行過(guò)程內(nèi)外圈之間間隙的變化和溫度的變化，當(dāng)軸承磨損嚴(yán)重時(shí)，內(nèi)外圈之間間隙變小，溫度超過(guò)安全值，會(huì)即刻報(bào)警，發(fā)出故障信號(hào)，這對(duì)提高輪轂軸承的安全性能具有重要的意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明輪轂軸承單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為密封圈與內(nèi)外圈配合處的局部放大圖；

圖3為激光測(cè)距傳感器與螺紋孔配合處的局部放大圖；

圖4為本發(fā)明中直角形軸承保持架的主視圖；

圖5為本發(fā)明中直角形軸承保持架的軸測(cè)圖；

圖中，1-連接軸、2-雙螺母、3-左分離內(nèi)圈、4-第一直角形保持架、14-第二直角形保持架、5-第一滾珠、6-左密封圈、7-第二滾珠、8-第一激光測(cè)距傳感器、9-激光測(cè)距傳感器、10-第一擋油環(huán)、11-第二擋油環(huán)、12-外圈、13-右密封圈、15-右分離內(nèi)圈、16-鐘形殼、17-第一安裝孔、18-第二安裝孔、30-第三安裝孔、19-第一內(nèi)圈徑向滾道、26-第二內(nèi)圈徑向滾道、20-第一外圈徑向滾道、25-第二外圈徑向滾道、21-第一內(nèi)圈端面滾道、29-第二內(nèi)圈端面滾道、22-第一外圈端面滾道、27-外圈端面滾道、23第一環(huán)形槽、28-第二環(huán)形槽、31第三環(huán)形槽、32-第四環(huán)形槽、33-凸肩、34-水平軸段、35-豎直圓盤(pán)、36-水平兜孔、37-豎直兜孔、38-孔；

h1-孔高度、w1-密封圈寬度、m1-密封圈厚度、w2-第一環(huán)形槽寬度、h2-密封圈的內(nèi)圈距軸承保持架的距離、a-局部放大圖標(biāo)記符號(hào)、b-局部放大圖標(biāo)記符號(hào)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，本發(fā)明的輪轂軸承單元包括內(nèi)圈、外圈12、連接軸1、鐘形殼16、兩個(gè)直角形保持架，分別為第一直角形保持架4和第二直角形保持架14，內(nèi)圈由左分離內(nèi)圈3和右分離內(nèi)圈15組成，左分離內(nèi)圈3和右分離內(nèi)圈15通過(guò)內(nèi)花鍵與連接軸1裝配在一起；連接軸1一端帶有凸肩33，用于連接軸1上零件的軸向定位，另一端攻有螺紋依靠雙螺母2將零件進(jìn)行軸向定位；鐘形殼16套設(shè)在連接軸1上帶有凸肩33的一端；直角形保持架由中心軸相互垂直的水平軸段34和豎直圓盤(pán)35組成，水平軸段34上設(shè)置有水平兜孔36，豎直圓盤(pán)35上設(shè)置有豎直兜孔37，其中，第一直角形保持架4設(shè)置在左分離內(nèi)圈3與外圈12之間、第二直角形保持架14設(shè)置在右分離內(nèi)圈15與外圈12之間，第一直角形保持架4和第二直角形保持架14的水平兜孔36和豎直兜孔37中均安裝有滾珠，其中水平兜孔36中的第二滾珠7安裝在外圈12內(nèi)緣和左分離內(nèi)圈3或者右分離內(nèi)圈15外緣之間，豎直兜孔37中的第一滾珠5安裝在在外圈12的端面和左分離內(nèi)圈3或者右分離內(nèi)圈15的法蘭端面之間；外圈12上設(shè)置有三個(gè)傳感器安裝孔，分別為第一安裝孔17、第二安裝孔18、第三安裝孔30，分別安裝有第一激光測(cè)距傳感器8、第二激光測(cè)距傳感器9、溫度傳感器24，第一激光測(cè)距傳感器8和第二激光測(cè)距傳感器9分別用于監(jiān)測(cè)外圈與左分離內(nèi)圈的間隙、外圈與右分離內(nèi)圈的間隙，溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)外圈之間溫度的變化。

直角形保持架的水平軸段34的長(zhǎng)度大于豎直圓盤(pán)35一端外圓的半徑，水平兜孔36和豎直兜孔37的中心線(xiàn)相互垂直，且水平兜孔36的直徑大于豎直兜孔37的直徑，豎直圓盤(pán)35和水平軸段34外圓面之間為斜面過(guò)渡。安裝在豎直兜孔37中的第一滾珠5的直徑要小于安裝于水平兜孔36中的第二滾珠7的直徑，因?yàn)樵谳S承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，水平兜孔36中的第二滾珠7承受的載荷要大于豎直兜孔37中的第一滾珠5，因此，第二滾珠7的磨損較為嚴(yán)重，所以第二滾珠7的直徑要大于第一滾珠5的直徑。此種結(jié)構(gòu)的軸承保持架，很好的兼顧了軸承在徑向和軸向的承載能力，大大的提高了軸承在徑向和軸向上的剛度。

外圈12的左右兩邊端面上與滾珠接觸處設(shè)有兩個(gè)滾道，分別為第一外圈端面滾道22、第二外圈端面滾道27，外圈12內(nèi)緣表面與滾珠接觸處設(shè)有兩個(gè)滾道，分別為第一外圈徑向滾20、第二外圈徑向滾25。

左分離內(nèi)圈3的法蘭盤(pán)右端面與滾珠接觸處設(shè)有第一內(nèi)圈端面滾道21；右分離內(nèi)圈15法蘭盤(pán)左端面上與滾珠接觸處設(shè)有第二內(nèi)圈端面滾道29；左分離內(nèi)圈3的水平段的外緣表面與滾珠接觸處設(shè)有第一內(nèi)圈徑向滾19；右分離內(nèi)圈15的水平段的外緣表面與滾珠接觸處設(shè)有第二內(nèi)圈徑向滾道26。第一內(nèi)圈徑向滾19的位置位于第一直角形保持架4的水平軸段34的1/2處，第二內(nèi)圈徑向滾道26的位置位于第二直角形保持架14的水平軸段34的1/2處。

左分離內(nèi)圈3的法蘭盤(pán)右端面及右分離內(nèi)圈15左端面上均開(kāi)有環(huán)形槽，且外圈12的兩端面均開(kāi)設(shè)有孔，并在孔與環(huán)形槽之間裝配有密封圈。以左分離內(nèi)圈3為例，左分離內(nèi)圈3的法蘭盤(pán)右端面開(kāi)有第一環(huán)形槽23，外圈12的端面開(kāi)設(shè)有用于安裝密封圈的孔38，左密封圈6以過(guò)盈配合的方式安裝在孔38中，左密封圈6的一端和孔38的底部接觸，左密封圈6的另一端伸入第一環(huán)形槽23內(nèi)，與第一環(huán)形槽23的底部端面接觸，孔38的深度h1小于密封圈的寬度w1，左密封圈6與第一環(huán)形槽23相配合，密封圈的厚度m1小于環(huán)形槽23的寬度w2，以便于安裝，有利于減小摩擦。左密封圈6的內(nèi)圈距軸承保持架的距離h2大于2mm，以便于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油脂，減小摩擦。左密封圈6采用骨架式密封圈，可有效的防止塵土和泥水進(jìn)入軸承內(nèi)外圈之間，確保輪轂軸承單元正常使用。右分離內(nèi)圈15左端面上開(kāi)設(shè)有第二環(huán)形槽28，并設(shè)置的右密封圈13，其結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式與上述的左密封圈6結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式相同。

為保證軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，第一激光測(cè)距傳感器8和第二激光測(cè)距傳感器9的工作過(guò)程不受潤(rùn)滑油脂的影響，在左分離內(nèi)圈3的軸頸右端及右分離內(nèi)圈15的軸頸左端均開(kāi)有環(huán)形槽，兩個(gè)環(huán)形槽中分別設(shè)置有兩個(gè)擋油環(huán)，兩個(gè)擋油環(huán)分別與兩個(gè)環(huán)形槽過(guò)盈配合。其中，左分離內(nèi)圈3的軸頸右端開(kāi)有第三環(huán)形槽31，第一擋油環(huán)10與第三環(huán)形槽31過(guò)盈配合，軸承內(nèi)圈15的軸頸左端開(kāi)有第四環(huán)形槽32，擋油環(huán)11與第四環(huán)形槽32過(guò)盈配合。擋油環(huán)的制作材料應(yīng)首選熱固性塑料如環(huán)氧樹(shù)脂等，以防止在軸承工作過(guò)程中擋油環(huán)產(chǎn)生變形，影響激光測(cè)距傳感器所測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。環(huán)形槽的高度約為3mm，以便于擋油環(huán)的裝配。

在裝配過(guò)程中，首先將鐘形殼16套在連接軸1上，將第一擋油環(huán)10安裝在左分離內(nèi)圈3上的第二環(huán)形槽31中，將第二擋油環(huán)11安裝在右分離內(nèi)圈15上的第三環(huán)形槽32中，然后套入右分離內(nèi)圈15，依次套入第二直角形保持架14、右密封圈13、外圈12、第一直角形保持架4、左密封圈6、左分離內(nèi)圈3，然后用雙螺母進(jìn)行軸向固定，最后將激光測(cè)距傳感器8和9以及溫度傳感器24通過(guò)螺紋連接安裝在螺紋孔17、18、30中。

第一激光測(cè)距傳感器8安裝在軸承外圈的螺紋孔17中，第二激光測(cè)距傳感器9安裝在軸承外圈的螺紋孔18中，探頭伸入兩個(gè)擋油環(huán)10、11之間，溫度傳感器24安裝在軸承外圈的通孔30中，探頭伸入兩個(gè)擋油環(huán)10、11之間。激光測(cè)距傳感器8用于監(jiān)測(cè)外圈12和左分離內(nèi)圈3之間的間隙，激光測(cè)距傳感器9用于監(jiān)測(cè)外圈12和右分離內(nèi)圈15之間的間隙，溫度傳感器24用于監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行過(guò)程中外圈和內(nèi)圈之間的溫度變化。正常情況下內(nèi)外圈間的間隙為h，當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)磨損達(dá)到一定程度時(shí)，內(nèi)外圈間隙減小為h1，激光測(cè)距傳感器將測(cè)得的間隙h1送入ecu，當(dāng)h1小于限定值h0時(shí)，ecu會(huì)向駕駛室發(fā)出故障指示信號(hào)，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溫度傳感器24將測(cè)得溫度信號(hào)c1送入ecu，當(dāng)c1的值大于限定值c0時(shí)，ecu向駕駛室發(fā)出故障指示信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)一種監(jiān)測(cè)軸承磨損情況的綜合手段。激光測(cè)距傳感器8和9以及溫度傳感器24的外圓直徑d1要大于孔直徑d2，用于定位傳感器的位置，防止傳感器在軸承運(yùn)行過(guò)程中串動(dòng)，影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明中，所述的ecu是指電子控制單元，又稱(chēng)“車(chē)載電腦”。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。