圓錐軸承的數字化裝配
一、概述
在傳動系統裝配中，錐軸承裝配是整個裝配中的難點，錐軸承的預緊方式、預緊力的大小直接影響到錐齒輪的傳動狀態及整個傳動系的傳動精度。
根據承載力大小、轉速、使用工況等設定合理的軸承預緊力，才能保證傳動系的使用壽命。若預緊力過大，消耗功率甚至導致軸承過熱等。若預緊力過小，在負載的作用下使滾動體與內、外環之間產生間隙，使傳動軸產生跳動、竄動，傳動精度降低，噪聲增大，影響齒輪嚙合，嚴重時將損壞輪齒及軸承。
軸承是在常溫下進行預緊，但在工作狀態下，傳動軸系受到油溫升高的影響產生微量伸長，軸承預緊力也會發生改變，因此，設定預緊力時，應該考慮到這一因素。
二、錐軸承應用的結構形式
在錐軸承應用中，典型結構不外乎以下三種典型結構：
1． 直接預緊軸承內環
通過螺母旋轉軸向壓緊軸承內環，消除內外環間隙，達到軸承預緊目的。
目前，實現這一目的的普遍使用方法：首先，以一個遠大于最終裝配預緊力的力預緊軸承，再將螺母退回1/4圈。
這種裝配方法，優點是投入少，結構簡單，實用，對于軸承錐滾質量一致性好的前提下，是可以使用的。
缺點是：無定量數據。尤其是：錐滾一致性差的條件下，我們會發現：按以上方法預緊軸承的預緊力不穩定，有的偏大或偏小，從而造成裝配質量不穩定。
2． 墊片預緊
通過配墊，消除軸承間隙，達到軸向預緊的目的。
目前，普遍使用方法：首先，以一個遠大于最終裝配預緊力的力預緊軸承，測量軸向尺寸，再減去0.2mm左右，得到墊片值。這種裝配方法，優缺點同上。
3． 波紋套變形預緊
通過壓縮波紋套變形達到軸承預緊目的。
目前，普遍使用方法：用氣扳機扭緊螺母到一個小于下限的力矩后，再通過力矩扳手扭緊后，測試轉動力矩，再扭緊，測試，反復交替，直至兩個扭矩均合格。
這種裝配方法，優點是投入少，結構簡單，對于波紋套及軸承質量一致性好的前提下，是可以使用的。
缺點是：無定量數據。尤其是：波紋套及軸承質量一致性差的條件下，經常擰緊力過大，造成廢品，從而造成產品質量不穩定。
三、 數字化裝配
根據產品傳動系的不同結構形式，合理配置解決方案，是傳動系裝配的關鍵。一旦方案不合理，就好比方向錯誤，很難把事情做到完美，裝配方案的不完整將直接導致不良品流入市場，而且每天重復錯誤，這也是目前眾多廠家每年售后費用節節攀升的原因。 另外，傳統裝配模式，均為定性裝配，對產品裝配無準確定量評定，因此，也無法跟蹤改進產品裝配質量。針對上述三種結構形式，我們提出了數字化裝配方案，這一方案在生產線上得到了廣泛的應用。
1． 預緊軸承內環
對于這種結構形式，目前典型應用設備有：轉向節擰緊機，輪轂螺母擰緊機。
工作原理：擰緊機擰緊螺母,
傳感器隨機跟蹤螺母力矩的變化,同步檢測輪轂軸承預緊力矩，至輪轂軸承預緊力矩及螺母擰緊力矩均符合設定值。綠色窗口顯示合格；否則，紅色窗口顯示不合格。
擰緊傳感器精度:±1％
轉動檢測傳感器精度:0.1％
2． 墊片預緊
對于這種結構形式，目前典型應用設備有：變速箱選墊機，主齒選墊機，差速器選墊機等。
工作原理：通過伺服電機加載,預緊軸承外圈,
同步檢測軸承預緊力，當軸承預緊力達到設定工藝范圍后,停止下壓,軸向自鎖;磨合并檢測確認轉矩,合格,測量E1。
測量精度： 測量精度：±0.015MM
復檢精度: ±0.01MM
3． 波紋套變形預緊
對于這種結構形式，目前典型應用設備有：主齒螺母擰緊機，分動器從齒螺母擰緊機等。
工作原理：伺服系統差速擰緊大螺母,隨機跟蹤螺母力矩的變化,同時，通過傳感器自動檢測，隨機跟蹤軸承轉動力矩的變化;顯示軸承實際的預緊扭矩值及螺母擰緊力矩，和設定值工藝參數自動進行比較，直至軸承轉動力矩及螺母擰緊力矩實際的扭矩值達到設定范圍，伺服電機停轉,顯示綠燈表示合格。
當螺母旋到工藝最小力矩時，軸承轉動力矩超出工藝設定的最大值，即判為不合格，松開,提示隔套太軟并報警。
當螺母旋到工藝最大力矩時，軸承轉動力矩仍未工藝設定的最小值，即判為不合格，松開,提示隔套太硬并報警。
擰緊傳感器精度:±1％，轉動檢測傳感器精度:0.1％
四、 錐軸承裝配展望
現代汽車制造業的發展，對裝配質量的要求越來越高，對于裝配來講不僅要實現自動化更重要是實現數字化。產品品質保證首先需要有一個統一的裝配質量評定的量化標準，為實現這一標準，數字化裝配成為必然。同時，也為產品開發，改進及裝配質量追蹤提供了最重要的依據。
我們對錐軸承裝配進行了多年的研究，針對圓錐軸承的不同裝配結構開發了相應的數字化裝配理念及設備，通過生產線上的應用，提高了生產率，減輕了勞動強度，提高了裝配質量。