本實用新型涉及汽車零部件，具體涉及汽車輪轂軸承。

背景技術：

輪轂軸承單元，如今已經發展到了第三代。第三代輪轂軸承單元性能優良、安裝維修方便。但是作為金屬表面，防腐蝕性及防氧化性能不足，在雨雪天氣下，特別是在北美和俄羅斯部分高寒地區，路面長期積雪，為消除積雪在路面上大量使用除雪劑，除雪劑對金屬表面有嚴重的腐蝕作用，輪轂軸承單元在這樣惡劣的工作環境下工作，表面極易被腐蝕，影響其使用性能及壽命。

另外，第三代輪轂軸承配備了輪速傳感器，部分輪速傳感器自帶密封結構，單元性能優良、安裝維修方便。輪速傳感器是用來測量汽車車輪轉速的傳感器。對于現代汽車而言，輪速信息是必不可少的，汽車動態控制系統(VDC)、汽車電子穩定程序(ESP)、防抱死制動系統(ABS)、自動變速器的控制系統等都需要輪速信息。所以輪速傳感器是現代汽車中最為關鍵的傳感器之一。但部分傳感器線束強度不足，在產品運輸、安裝或使用時，極易被損壞，造成ABS報警，影響使用。另在部分北美、北歐及俄羅斯部分高寒地區，路面長期積雪，為消除積雪在路面上大量使用除雪劑，除雪劑有嚴重的腐蝕作用，而目前所用傳感器自帶密封結構上使用的是普通丁腈橡膠，防塵蓋采用普通冷板材料，耐低溫及耐腐蝕性能較差，在使用過程中，密封性能下降，外界物質進入傳感器內部，造成傳感器工作異常。從市場退回產品分析來看，ASB報警故障件，多為傳感器線束斷裂及內部失效等原因造成的。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種加強型輪轂軸承單元輪速傳感器結構，對傳感器結構進行強化設計，避免使用中損壞。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：加強型輪轂軸承單元輪速傳感器結構，包括法蘭盤，所述法蘭盤包括環向凸緣及設于環向凸緣前側并安裝有外圈、內圈的筒狀部，所述筒狀部的頭端設有將內圈旋鉚固定的鉚壓段，所述內圈上安裝有齒圈，該輪速傳感器包括設于齒圈徑向外側的傳感器本體以及與傳感器本體連接的線束，所述線束包括導線和將導線整體包裹的防護套。

作為優選，所述外圈前端與內圈前端之間設有前密封組件，所述前密封組件包括第一防塵蓋、第二防塵蓋及密封圈，所述第一防塵蓋包括與內圈同心設置的第一軸向側邊、沿第一軸向側邊邊緣向徑向外側垂直翻折的第一徑向側邊，所述第二防塵蓋包括向第一軸向側邊翻折且與其垂直的第二徑向側邊，所述密封圈包括與第一軸向側邊過盈配合的第一徑向密封唇口、第二徑向密封唇口，以及與第一徑向側邊過盈配合的第一側密封唇口、與第一徑向側邊間隙配合的第二側密封唇口，所述密封圈設有與第二徑向側邊嵌合的嵌槽。

作為優選，所述線束在傳感器本體側設有密封接頭，所述密封接頭設有與第二徑向側邊上密封口配合的密封臺階，所述密封接頭對應第二側密封唇口設有與其過盈配合的圓弧部。

作為優選，所述第一側密封唇口與第一徑向側邊的過盈量為0.4mm，所述第一徑向密封唇口與第一軸向側邊的過盈量為0.3mm，所述第二徑向密封唇口與第一軸向側邊的過盈量為0.2mm。

作為優選，所述密封圈采用氫化丁腈橡膠制成，所述第一防塵蓋及第二防塵蓋采用不銹鋼制成。

本實用新型對傳感器結構進行強化設計，線束采用整體型結構，在120N作用力下不會扯斷，能夠有效提高電纜強度。

另外，傳感器自身帶密封結構的橡膠材料采用氫化丁腈橡膠，防塵蓋采用不銹鋼材料。氫化丁腈橡膠具有良好的耐化學腐蝕性、耐油、耐熱、耐低溫、高強度、高撕裂性能、耐磨等出色的綜合性能，不銹鋼耐化學腐蝕和電化學腐蝕性能極強，耐高溫、耐低溫性能優越。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步描述：

圖1為高耐腐蝕型輪轂軸承單元的結構示意圖；

圖2為圖1中A處放大構示意圖；

圖3為輪速傳感器安裝示意圖；

圖4為圖3中B處放大結構示意圖；

圖5為圖3中C處放大結構示意圖；

圖6為采用旋鉚模具對鉚壓段進行旋鉚時的示意圖；

圖7為旋鉚型腔放大結構示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示的高耐腐蝕型輪轂軸承單元，包括法蘭盤1及安裝在法蘭盤1上的外圈4、內圈2、輪速傳感器3、保持架5以及鋼球6，所述法蘭盤1包括環向凸緣11及設于環向凸緣前側的筒狀部12，環向凸緣11沿周向均布有固定螺栓111，所述筒狀部的頭端設有將內圈2旋鉚固定的鉚壓段121，所述內圈2上安裝有齒圈21，所述法蘭盤前側設有防塵罩7，防塵罩7的口部與外圈端部固定。

其中，所述法蘭盤1和外圈4的外表面設有鋅鎳鍍層，所述法蘭盤1對應 鉚壓段設有鋅鎳鍍層空白區，即將輪轂軸承單元除法蘭盤旋鉚部位外所有外表面鍍黑色環保的鋅鎳鍍層。通過鋅鎳鍍層提高金屬表面的防氧化性及抗腐蝕性，經過工藝論證及試驗驗證，確定鍍層的最佳厚度為0.015-0.025mm，既能起到防護效果又能保證相關部位的尺寸精確性。

其中，所述鉚壓段的曲率半徑為R3.5～R5.5mm，所述鉚壓段的徑向尺寸為此尺寸可以更好的使法蘭盤旋鉚部位與內圈內徑為的端面更好貼合。

所述外圈前端與內圈前端之間設有前密封組件，如圖3和圖5所示，所述前密封組件包括第一防塵蓋13、第二防塵蓋14及密封圈15，所述第一防塵蓋13包括與內圈2同心設置的第一軸向側邊131、沿第一軸向側邊邊緣向徑向外側垂直翻折的第一徑向側邊132，第一軸向側邊131的端部設有翻邊133。所述第二防塵蓋14包括向第一軸向側邊翻折且與其垂直的第二徑向側邊141以及L形端斷面段，該L形端斷面段與外圈口部配合并由防塵罩7壓緊。所述密封圈15包括與第一軸向側邊131過盈配合的第一徑向密封唇口151、第二徑向密封唇口152，以及與第一徑向側邊過盈配合的第一側密封唇口153、與第一徑向側邊132端部間隙配合的第二側密封唇口154，所述密封圈15還設有與第二徑向側邊邊緣嵌合的嵌槽。

如圖3和圖5所示，輪速傳感器3包括設于齒圈徑向外側的傳感器本體31以及與傳感器本體連接的線束32、線束的端頭連接有連接插頭33，所述線束包括導線和將導線整體包裹的防護套。對傳感器結構進行強化設計，線束采用整體型結構，區別與傳統的分散線+防護套的設計，可以在120N作用力下不會扯斷，而傳統的要求在80N作用下不會被扯斷。

其中，線束在傳感器本體側設有密封接頭321，所述密封接頭設有密封臺階 3211與第二徑向側邊141上密封口配合。密封接頭321對應第二側密封唇口154設有與其過盈配合的圓弧部3212，以實現良好密封貼合。

原傳感器的密封結構，采用的密封橡膠為普通丁腈橡膠，防塵蓋材料為普通冷板沖壓而成，其耐磨、耐高溫、耐低溫及耐腐蝕性能欠佳。本實用新型中，密封圈15采用氫化丁腈橡膠制成，第一防塵蓋13及第二防塵蓋14采用不銹鋼制成。氫化丁腈橡膠具有良好的耐化學腐蝕性、耐油、耐熱、耐低溫、高強度、高撕裂性能、耐磨等出色的綜合性能，不銹鋼耐化學腐蝕和電化學腐蝕性能極強，耐高溫、耐低溫性能優越，因此可以適應惡劣的工作環境。

第一側密封唇口153與第一徑向側邊132的過盈量為0.4mm，所述第一徑向密封唇口151與第一軸向側邊131的過盈量為0.3mm，所述第二徑向密封唇口152與第一軸向側邊131的過盈量為0.2mm。優化了各密封唇口過盈量，這種過盈量即能滿足密封性能，又能保證轉動力矩可以符合要求。

上述密封結構設計，在極端工作環境下可增強密封性能，有效防止外界介質進入傳感器或軸承內部，造成傳感器或軸承內部失效，影響使用性能及壽命。

另外，軸承鋼球采用高級別鋼球。要求球最大直徑變動量V_DWS及最大球形誤差為0.13um,最大表面粗糙度Ra為0.014um,可有效降低軸承振動值，延長使用壽命。固定螺栓采用高級別要求，抗拉強度提高到1220MPa，可有效提高其機械性能及強度。軸承潤滑油脂采用防水、耐浸蝕、耐-40℃低溫的抗極壓油脂，改善在極端情況下油脂的潤滑性能，提高使用壽命。

上述高耐腐蝕型輪轂軸承單元的加工工藝，包括如下步驟：

步驟一，在輪轂軸承單元的法蘭盤、外圈及內圈的外表面鍍鋅鎳鍍層；

步驟二，對法蘭盤、外圈上后續需進行磨加工和支撐的表面進行車削加工，外圈非配合端面外徑為磨加工時支撐表面，溝道及密封直徑為磨加工表面；法蘭 盤軸徑為磨加工支撐面，溝道、軸徑，檔邊及密封檔為磨加工面；

步驟三，對法蘭盤、外圈上需進行磨加工的表面進行磨削加工；

步驟四，使用鉚壓模具將內圈鉚壓固定在筒狀部前部。

通過工藝驗證，在鍍鋅鎳后對后續需進行磨加工和支撐的表面進行車削加工，防止在磨加工時鍍層脫落而影響產品質量。通過大量工藝論證和試驗驗證，確定相關工藝參數，避免在車加工時因卡盤壓力小而切削力過大，造成鍍層損傷。在加工過程中采用斷屑加工工藝和選用斷屑刀片，避免鐵屑纏繞對鍍層產生影響。切削液中不得含有亞硝酸鈉成份，以免與鍍層發生化學反應。參數設置如下：

車床主軸轉速:800-1000

進給速度：0.15mm/轉

卡盤壓力：0.8-1.5MPa

切削液配比：切削液濃度6～9％，水91～94％。

以上參數中，主軸轉速及進給進度可以使鐵屑形成斷屑，不會產生纏繞對鍍層產生損傷。卡盤壓力范圍可以保證壓裝力且不會損壞鍍層。

通過大量工藝論證和試驗驗證，確定相關磨加工參數，防止磨加工時由于端面工裝磁力過小而磨削力過大，造成產品定位端面鍍層磨損。磨削液中不得含有亞硝酸鈉成份，以免與鍍層發生化學反應。參數設置如下：

砂輪轉速：1500-1800rpm

工件轉速：150-300rpm

進給速度：0.5-0.1mm/min

磁力電壓值：DC20-40V

切削液配比：切削液濃度6～9％，水91～94％。

以上參數中砂輪轉速、工件轉速及進給進度可以保證磨加工面質量(包括粗糙度、圓度、輪廓度)符合要求；磁力電壓值范圍可以保證在加工過程中工件由于進給速度過大而與設備工裝產生相對滑動，進而對鍍層產生不良影響。

裝配旋鉚采用新型旋鉚工藝與旋鉚模具進行加工。通過大量工藝論證,確定卷邊相關過程參數，參數設置如下：

主軸旋轉速度：350-500rpm

卷邊工作壓力：12000-13500kg

卷邊工作時間：15s。

以上參數中主軸旋轉速度及工作壓力范圍可以保證旋鉚速度，不會因為旋鉚速度對法蘭盤旋鉚內徑的變形產生影響，也可以控制旋鉚尺寸。

如圖7所示，對模具型腔進行優化設計，原設計為α＝γ＝20°,β＝4°，R1＝1.8～2,R2＝4.5,R3＝1.5～2，優化設計后α＝γ＝40°,β＝5°，R1＝1.5,R2＝5,R3＝3。

α為鉚壓外徑部位成型角度，角度如果設計過大或過小，會對鉚壓時的貼合度及旋鉚外徑產生影響；β角度用于調整鉚壓部位平面的平整度，因鉚壓設備在工作是會有一個傾斜角，需用鉚壓模具進行修正；R1及γ為鉚壓引導角，可以順利的將工件與鉚壓模具自定心，過大或過小都不利于引導；R2為初始接觸圓角，經大量試驗驗證，此角度關系鉚壓后內徑的變形及最佳初始接觸點；R3為鉚壓平面與外徑的過渡角，經大量試驗驗證，此圓角過大會減小鉚壓面的平面面積，過小會對鉚壓模具的壽命產生不利影響。

如圖6所示；并優化模具與產品初始接觸點位置，鉚頭作用部位與產品初始接觸部位R角接觸，如圖7所示。使旋鉚時內徑徑向變形從以往的0.2～0.3mm優化至0.05～0.1mm,解決在保證預緊力的情況下鍍層因變形造成脫落問題。