[发明专利]基于差速拧紧的装载机主锥预紧力测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及装载机主锥总成装配过程中的主锥预紧力测量装置和方法。

背景技术

图1所示为装载机主减速器中的主锥总成。主锥总成中的轴承是一对反装的圆锥滚子轴承，当装载机前进时，主锥所受的轴向力由下轴承5承受，上轴承3的滚子与内外圈之间有脱离接触的趋势；后退时，主锥所受的轴向力由上轴承3承受，下轴承5的滚子与内外圈之间有脱离接触的趋势。

为了提高主锥总成的旋转精度，应对主锥轴承施加一定的预紧载荷。但若预紧载荷过大，轴承内部的摩擦力矩增大，使轴承增加发热，轴承出现热咬合和烧伤等失效形式，降低轴承的疲劳寿命和影响主锥的旋转速度；若是过小，轴承滚动体相对于内、外圈滚道会产生滑动，使轴承产生振动和噪声，主锥也会产生轴向和径向窜动。

预紧力和预紧量的测量比较困难，而且测量的精度受到仪器系统误差、轴承精度等多种因素的影响。轴承的启动摩擦力矩测量比较容易，而且测量精度也较高，一般利用启动摩擦力矩来判断轴承内部的预紧力是否在所要求的范围内。启动摩擦力矩一般称之为预紧力矩。

目前，检测预紧力矩的方法有三种：

1、靠装配工人手工拨转主减速器的轴承座，靠手感和经验来判断预紧力矩的大小是否在合格的范围内，这种检测受到工人的操作熟练程度、身体状况和情绪的影响；

2、人工使用弹簧秤来拉轴承座，使轴承座旋转，然后观察由弹簧秤所测得的力的大小，再使用力乘以力臂得到预紧力矩，这一测量过程中，手工拉动弹簧秤不能保证轴承座作匀速转动，弹簧秤的力的作用线不能保证与旋转平面在一个面上，再有就是力的作用线不能在作用点处与旋转半径垂直，显然，这种粗略测量预紧力矩的方式不能满足高精度装配的要求；

3、用力矩扳手来测，同样不能使主锥匀速旋转，而且受到轴承的旋转精度的影响，同样不能准确的测量轴承预紧力矩。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于差速拧紧的装载机主锥预紧力测量装置和方法，以使装载机的主锥轴承预紧力矩在一定生产节拍及产品质量要求下达到合格，提高主锥总成的装配质量和装配质量、降低工人劳动强度提出的一种新型装配设备和测量方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于差速拧紧的装载机主锥预紧力测量装置的结构特点是具有：

一工作台面，作为主锥和轴承座的预装台及轴承预紧力矩的测量台；

一套筒，与锁紧螺母开口配合，用于旋紧锁紧螺母；

一内花键，与主锥尾部的外花键相配，用于带动主锥旋转；

传动路线I，以伺服电机I为驱动件，依次通过两级行星齿轮、一对外啮合齿轮I和动态扭矩传感器，以所述动态扭矩传感器的轴与内花键相连；

传动路线II，以伺服电机I为驱动件，依次通过三级行星齿轮和一对外啮合齿轮II，其输出齿轮与套筒相连；

一预紧力矩测量机构，包括在轴承座的通孔中，呈悬置设置可跟随轴承座旋转的拨爪，工作台面的相应位置上设置带有径向测杆的静态力矩传感器，所述径向测杆处在阻挡拨爪随轴承座旋转的位置上。

本发明基于差速拧紧的装载机主锥预紧力测量装置的结构特点也在于：

在所述锁紧螺母与套筒相配合的端面上，锁紧螺母以其端面凹槽与套筒的端面凸筋相嵌合。

本发明基于差速拧紧的装载机主锥预紧力测量方法的特点是采用差速拧紧的方式，所述差速拧紧是使主锥与锁紧螺母按螺母锁紧的方向作同向匀速转动，保持锁紧螺母的转速较之主锥的转速略快，形成一个转速差；在所述差速转动的过程中，通过动态扭矩传感器和静态扭矩传感器分别实时检测锁紧螺母的拧紧力矩和启动摩擦力矩，由拧紧力矩通过计算获得理论预紧力，基于启动摩擦力矩和预紧力的一一对应关系，由摩擦力矩计算得出实际预紧力；当理论预紧力和实际预紧力二者之差在一个允许的误差范围，则预紧力是合适的。

本发明测量方法的特点也在于调整拧紧力矩和启动摩擦力矩都处在允差范围内的方法是：

若是由静态力矩传感器测得的启动摩擦力矩首先进入允差范围，而由动态力矩传感器测得的拧紧力矩尚未达到，则继续增大拧紧力矩，使拧紧力矩进入允差范围，此时，启动摩擦力矩仍能保持在允差范围，则装配合格；若拧紧力矩进入允差范围时，启动摩擦力矩已经超出允差范围，则装配不合格，判定为弹性隔套的高度过小；

若是由动态力矩传感器测得的拧紧力矩首先进入允差范围，而启动摩擦力矩尚未进入，则继续增大拧紧力矩，使启动摩擦力矩进入允差范围，若此时拧紧力矩没有出允差范围，则装配合格；若启动摩擦力矩进入允差范围时，拧紧力矩已经出允差范围，则装配不合格，判定为弹性隔套的高度过大。