CN101419122A - 车辆轴承故障检测仪及故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆轴承故障检测仪，利用轴承故障时的声音特征来进行判断。该检测仪包括：连接器，连接器具有与车轮轮轴孔相匹配的固定部件，连接器连接并固定于车轮上；驱动器，驱动器驱动连接器，带动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；分贝仪，测量车轮旋转时产生的声音，并分别显示其中高频、中频、低频分量的数值；电源模块，提供电源。本发明还揭示了车辆轴承故障的检测方法。本发明的一个重要的特点是将采集的声音按照高频、中频、低频进行量化，根据量化的指标作为判断的标准，避免了依靠主观经验判断带来的不确定性。

Description

车辆轴承故障检测仪及故障检测方法

技术领域

本发明涉及车辆维修及故障检测领域，更具体地说，涉及一种车辆轴承故障检测仪及故障检测方法。

背景技术

车辆的轴承是车辆中十分重要的部件，如果轴承故障或者损坏，将会给车辆的性能以及行车安全带来严重的影响。由于轴承的位置在车辆的外部不可见，给轴承故障的检测带来了很大的困难。参考图1，图1示出了车辆中轴承所处的位置。需要说明的是，图1所示的机构是驱动轴所在位置的车轮结构，比如，对于前驱的车辆，图1所示的就是前轮的结构。参考图1，轴承102放置于转向桥104的一孔103中，限位环106、挡板108、轮轴110以及制动盘112依次安装，并且通过螺母114进行固定。于是，当安装完成之后，轴承位于完全不可见的位置。

于是，目前的情况是，如果出现了可能由于轴承损坏造成的故障，只能依靠经验进行主观判断，准确率很低。特别是，在汽车维修和故障检测行业，没有专用的车轮轴承诊断仪，完全都是通过维修技工凭借经验进行的主观分析，误判率很高。并且，如果发生误判的话，就会选择更换轴承。众所周知，轴承的结构是由互相结合的金属外壳限定的滑轨、其中的钢球以及密封件构成。由于轴承在行驶时是高速转动，滑轨必须保证十分的光滑，钢球的位置不能出现偏差，也不能有渗水等现象发生。因此，轴承是十分精密的部件。继续看图1，转向桥104的孔103的尺寸是与轴承102的外尺寸过盈配合的，同样的，轮轴110的尺寸也是与轴承102的内尺寸过盈配合的。当要拆下轴承102时，肯定要施加比较大的压力，才能将轴承卸下。对于轴承来说，无论压装还是拆卸轴承，都必须注意：1)只能将力施加在外围的金属外壳上，不能破坏密封件；2)施力的方向必须准确，不能出现偏离；3)施力必须均匀，不能出现轴承的倾斜。这些要求在生产商的自动化设备中可以由计算机精确控制做到，但是在维修检测行业，不可能具有如此大型和精密的设备，基本是依靠手工操作，所以，施加压力的方向和均匀度都是无法保证的。一般来说，如此方式拆下下来的轴承在拆卸过程中已经损坏，无法再使用。同时，如果操作不当，不但会损坏轴承，还会破坏转向桥104的孔103，造成更大的损失。这样，一旦出现误判，将会造成很大的经济损失。

于是，就需要一种能够不进行拆卸就能准确判断轴承故障的技术。

发明内容

本发明提供一种车辆轴承故障判断技术，利用轴承故障时的声音特征来进行判断。本发明的一个重要的特点是将采集的声音按照高频、中频、低频进行量化，根据量化的指标作为判断的标准，避免了依靠主观经验判断带来的不确定性。

根据本发明，提供一种车辆轴承故障检测仪，包括：

连接器，连接器具有与车轮轮轴孔相匹配的固定部件，连接器连接并固定于车轮上；

驱动器，驱动器驱动连接器，带动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；

分贝仪，测量车轮旋转时产生的声音，并分别显示其中高频、中频、低频分量的数值；

电源模块，提供电源。

根据一实施例，为了使故障显示的结果更加明确，该车辆轴承故障检测仪还包括：控制器，从分贝仪获取所述的高频、中频和低频分量的数值，分别与预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。

为了便于操作，根据一实施例，该车辆轴承故障检测仪还包括：手柄，支撑驱动器、分贝仪以及连接器，其中，该手柄使得该车辆轴承故障检测仪能单手操作。

根据一实施例，该车辆轴承故障检测仪还包括分贝仪独立电源，单独为分贝仪供电。

在模拟车辆行驶时，高速运转时较佳的选择，根据一实施例，驱动器驱动连接器，以不低于1000转/分钟的速度带动车轮旋转。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆轴承故障检测方法，包括：

卸下轮胎并支起车辆；

通过一连接器使用外力驱动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；

测量车轮旋转时产生的声音，并利用分贝仪分别显示其中高频、中频、低频分量的数值。

为了更加明确地显示故障信息，该方法还包括：将所获取的高频、中频和低频分量的数值，分别与预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。

对于预定的门限，以及轴承故障特征，本发明提供不同的获取方法，根据一实施例，该预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征是预先输入并保存的。根据另一个实施例，该预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征是通过检测一无故障的车轮而获得。

在模拟车辆行驶时，高速运转时较佳的选择，根据一实施例，驱动器驱动连接器，以不低于1000转/分钟的速度带动车轮旋转。

本发明利用声学的原理，实现了不拆卸车轮就能诊断轮轴是否存在故障的目的，并且，本发明对采集的数据都进行了量化的处理，以量化的数据为基础进行判断，避免了主观判断带来的不确定性，提高了判断的准确性。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1示出了车轮轴承的安装示意图；

图2示出了根据本发明的一实施例的车辆轴承故障检测仪的结构框图；

图3示出了根据本发明的一实施例的车辆轴承故障检测方法的流程图。

具体实施方式

车辆轴承故障检测仪

本发明的第一方面提供一种车辆轴承故障检测仪，参考图2，示出了根据一实施例的车辆轴承故障检测仪200的结构图，包括：

连接器202，连接器具有与车轮轮轴孔相匹配的固定部件，连接器连接并固定于车轮上。一般，车轮轮轴孔的数量是4-6个，相应的，本发明的连接器202也可以配置成具有4-6个固定部件，以配合具有不同轮轴孔数量的车轮轮轴使用。

驱动器204，比如电机。驱动器204驱动连接器202，带动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态。

分贝仪206，测量车轮旋转时产生的声音，并分别显示其中高频、中频、低频分量的数值。当轴承出现故障时，车轮旋转时将会产生噪音，该噪音在高频、中频和低频上具有比较明显的特征，是用于判断轴承故障的有效手段。目前，人工判断轴承故障也是基于这种噪音，但是，由于人耳对于高频和低频信号的不敏感，容易出现误判。本发明利用分贝仪将上述噪音中的高频、中频和低频的分量进行量化，得到准确地数值，从而能够有效避免人工判断容易出现的误差。

上述的各个模块中，驱动器204由一电源模块208进行供电。驱动器204，通常为电机，需要以市电(220V或者380V)进行供电，因此有电源模块208进行供电。而分贝仪206具有单独的分贝仪独立电源207，单独为分贝仪206供电，因为分贝仪206一般只需电压较低的直流电源即可工作。

上述的部件构成了本发明的车辆轴承故障检测仪的基础结构。为了使本发明的故障检测仪具有更好的应用性，还可以进行如下的改进：

为了使故障检测仪提供的监测结果更加直观，本发明还提供一控制器210(同样在图2中示出)，该控制器210连接到分贝仪206并从分贝仪206获取的高频、中频和低频分量的数值，分别与控制器210中保存的预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。控制器210能够直接告知故障诊断的结果，因此与仅仅由分贝仪206提供数值相比较，结果更加明确，直观。

其中，上述预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征是预先输入并保存的，比如，可以根据经验值设定上述的高频门限、中频门限、低频门限，并且，将上述门限值的一些特定组合设定为轴承故障特征。当测得的高频门限、中频门限、低频门限符合上述的轴承故障特征时，控制器就会判断轴承出现了故障。

该预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征也可以通过另一种方式获得，通常该种方式会应用于紧急的情况，比如外出作业，无法获得预定数据等。此时，可以首先检测一无故障的车轮，获得一组高频门限、中频门限、低频门限，将该组高频门限、中频门限、低频门限设定为轴承故障特征，之后，以此为标准检测其他的车轮。

本发明的故障检测装置的另一改动，为了增加使用的方便性，可以增加一手柄212(同样在图2中示出)，该手柄212支撑驱动器、分贝仪、连接器、控制器等等的部件，该手柄212的存在使得该车辆轴承故障检测仪能单手操作。参考图2所示，该手柄212上还包括一开关213，该开关213用于操作驱动器的开启和关闭。

在检测的过程中，该驱动器204会驱动连接器202以不低于1000转/分钟的速度带动车轮旋转。一般而言，处于上述转速之下的车轮，其轴承故障的特征会体现的比较明显。更高的转速也是可行的，转速越高，轴承故障会体现地更加明显。

车辆轴承故障检测方法

参考图3所示，本发明的第二方面亦提供一种车辆轴承故障检测方法300，包括如下的步骤：

302.卸下轮胎并支起车辆。

304.通过一连接器使用外力驱动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态。连接器在上面已经结合附图2进行了描述，上述的驱动器是外力驱动车轮的一个实例。如果不是用连接器和驱动器，只要使得车轮能够旋转，模拟车轮的行使状态，都是可行的。在驱动车轮旋转时，通常要求车轮以不低于1000转/分钟的转速旋转。一般而言，处于上述转速之下的车轮，其轴承故障的特征会体现的比较明显。更高的转速也是可行的，转速越高，轴承故障会体现地更加明显。

304.测量车轮旋转时产生的声音，并利用分贝仪分别显示其中高频、中频、低频分量的数值。利用分贝仪的目的是将高频、中频和低频的分量数值化，比消除人为判断可能带来的不准确。

和上述的故障检测装置类似的，为了更加直观地体现故障检测的结果，在图3所示的实施例中，还包括步骤308：

308.将所获取的高频、中频和低频分量的数值，分别与预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。同样的，该预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征可以是预先输入并保存的。或者，该预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征可以是通过检测一无故障的车轮而获得。

本发明提供的上述的车辆轴承故障的检测仪以及检测方法，具有如下的明显优势：

A)不需要拆卸车轮轴承就可以诊断故障，节约时间和维修费用；

B)精确度高，误判率低；

C)结构简单，成本低；

D)通用性好，适用与各种汽车车轮轴承的检测。

总结而言，本发明利用声学的原理，实现了不拆卸车轮就能诊断轮轴是否存在故障的目的，并且，本发明对采集的数据都进行了量化的处理，以量化的数据为基础进行判断，避免了主观判断带来的不确定性，提高了判断的准确性。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种车辆轴承故障检测仪，包括：

连接器，连接器具有与车轮轮轴孔相匹配的固定部件，连接器连接并固定于车轮上；

驱动器，驱动器驱动连接器，带动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；

分贝仪，测量车轮旋转时产生的声音，并分别显示其中高频、中频、低频分量的数值；

电源模块，提供电源。

2.如权利要求1所述的车辆轴承故障检测仪，其特征在于，还包括：

控制器，从分贝仪获取所述的高频、中频和低频分量的数值，分别与预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当所述比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。

3.如权利要求1或2所述的车辆轴承故障检测仪，其特征在于，还包括：

手柄，支撑所述驱动器、分贝仪以及连接器，其中，该手柄使得所述车辆轴承故障检测仪能单手操作。

4.如权利要求3所述的车辆轴承故障检测仪，其特征在于，还包括：

分贝仪独立电源，单独为所述分贝仪供电。

5.如权利要求4所述的车辆轴承故障检测仪，其特征在于，

所述驱动器驱动连接器，以不低于1000转/分钟的速度带动车轮旋转。

6.一种车辆轴承故障检测方法，包括：

卸下轮胎并支起车辆；

通过一连接器使用外力驱动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；

测量车轮旋转时产生的声音，并利用分贝仪分别显示其中高频、中频、低频分量的数值。

7.如权利要求6所述的车辆轴承故障检测方法，其特征在于，还包括：

将所获取的高频、中频和低频分量的数值，分别与预定的高频门限、中频门限和低频门限比较，当所述比较结果符合一轴承故障特征时，提示车辆轴承故障。

8.如权利要求7所述的车辆轴承故障检测方法，其特征在于：

所述预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征是预先输入并保存的。

9.如权利要求7所述的车辆轴承故障检测方法，其特征在于，

所述预定的高频门限、中频门限、低频门限以及轴承故障特征是通过检测一无故障的车轮而获得。

10.如权利要求6-9中任一项所述的车辆轴承故障检测方法，其特征在于，

以不低于1000转/分钟的速度带动车轮旋转。

Images