CN103398809A - 汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机 - Google Patents

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张仰平
李兴林
张燕辽
曹茂来
卓继志
陈哲
陆水根
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Abstract

本发明公开了一种测试机器,具体是指一种用于汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机。本发明包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制系统、工业控制计算机;各部件通过对测试部件的径向、轴向加载,通过称重传感器、扭矩传感器等测得相应的数值。本发明的优点是使外圈旋转的轴承的寿命试验得以实现,采用链轮和链条传动的传动和滚轮摩擦驱动的方式,使的传动稳定可靠,可以提高传动系统使用周期,采用每个轴承都有一个加速度和温度传感器来监控,便于及时和准确的发现疲劳轴承。

Description

汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种测试机器,具体是指一种用于汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机。
背景技术
[0002] 轴承摩擦力矩是影响轴承寿命、噪声、振动以及温升的重要因素,是衡量轴承动态性能的重要指标,同时还影响着主机的功耗。原有轴承摩擦阻力的性能一般采用手持摩擦力矩传感器,测试轴承采用极低速连续旋转的测量方法,或可以加载小载荷的试验设备,测量旋转过程中的摩擦力矩值,这是一种科学的客观的测量方法。另一种检查轴承在旋转时的阻滞现象,以定性的粗略判断其轴承摩擦阻力大小。然而,现有的这些摩擦力矩测量方法和装置只能在无载荷和小载荷下测量,有的还只是定性测量,无法测量在工作载荷下的摩擦力矩值,更无法监控轴承寿命周期的摩擦力矩值变化趋势。
发明内容
[0003] 本发明针对现有技术中的不足,提出一种可承受大载荷长时间,并可模拟实际使用受载情况的试验设备。
[0004] 本发明是通过下述技术方案得以实现的:
[0005] 汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机,包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制系统、工业控制计算机,其特征在于:
[0006] 测试部件包括芯轴、端盖、螺钉、挡块、衬套、连杆、支架、以及扭矩传感器;芯轴安装在传动主轴上,伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接,产生旋转扭矩传递到外圈和衬套,再由连杆传递到扭矩传感器;从而得到测量出来的摩擦力矩。
[0007] 主轴部件包括主轴、伺服电机;
[0008] 径向加载部件包括:伺服电机、蜗轮蜗杆机构、丝杆、弹簧、气浮台、称重传感器、力口载头,伺服电机与蜗轮蜗杆机构连接,蜗轮蜗杆通过丝杆把弹簧将作用力传递到气浮台上,气浮台通过称重传感器给试验工装加载载荷;在本发明中,启动伺服电机后,蜗轮蜗杆机构开始动作,蜗杆压缩弹簧,弹簧再作用到气浮台上,气浮台通过称重传感器给试验工装加载载荷,载荷大小通过工控机程序自动控制。
[0009] 伺服电机外围有轴承,壳套的上部有直线轴承;
[0010] 测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制系统、工业控制计算机控制。
[0011] 作为优选,上述汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机中轴向加载部件包括:弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆,加载螺母把弹簧在导杆上固定,并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器。
[0012] 有益效果:采用上述结构的汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机,相对于现有的轴承摩擦力矩测量仪器有以下优点和创新:
[0013] 1.采用伺服电机和同步带驱动试验轴旋转的方式,宽展了轴承的速度试验范围,使轮毂轴承和密封深沟球轴承的各种转速状态的摩擦力矩得以测量。
[0014] 2.采用气浮台加载的方式,避免了传感器受力,使模拟工况和大载荷加载状态的摩擦力矩得以测量。
[0015] 3.采用伺服电机和蜗轮蜗杆机构驱动加载系统,避免了液压加载,有效地改善了测量环境。
附图说明
[0016] 图1本发明的原理图
[0017] 图2本发明的测试部分结构示意图
[0018] 图3本发明的径向加载部分结构示意图
[0019] 1、芯轴 2、端盖 3、螺钉 4、挡块 5、衬套 6、连杆7、支架 8、扭矩传感器
[0020] 10、伺服电机 11、蜗轮蜗杆机构 12、丝杆 13、弹簧 14、气浮台15、称重传感器 16、加载头 17、直线轴承 18、轴承 19、壳套
具体实施方式
[0021] 下面结合附图,对本发明的实施作具体说明:
[0022] 实施例1
[0023] 根据附图1所示的原理,结合附图2、附图3,制作一汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机,包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制系统、工业控制计算机,其中测试部件包括芯轴1、端盖2、螺钉3、挡块4、衬套5、连杆6、支架7、以及扭矩传感器8 ;芯轴I安装在传动主轴上,伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接,产生旋转扭矩传递到外圈和衬套,再由连杆传递到扭矩传感器8 ;主轴部件包括主轴、伺服电机;径向加载部件包括:伺服电机10、蜗轮蜗杆机构11、丝杆12、弹簧13、气浮台14、称重传感器15、加载头16,伺服电机10与蜗轮蜗杆机构11连接,蜗轮蜗杆机构11通过丝杆12把弹簧13将作用力传递到气浮台14上,气浮台14通过称重传感器15给试验工装加载载荷;轴向加载部件包括:弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆,加载螺母把弹簧在导杆上固定,并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器;伺服电机10外围有轴承18,壳套19的上部有直线轴承17 ;测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制系统、工业控制计算机控制。
[0024] 在本实施例中,将轮毂轴承安装到芯轴I上,芯轴I再固定在主轴上,调整好测试部件后,由工控机发出命令驱动伺服电机10运行,实现径向载荷自动加载,轴向载荷则通过手动加载。再由工控机发出命令驱动伺服电机运行,从而带动主轴和轮毂轴承作旋转运动,此时轮毂轴承内圈(外圈)旋转,外圈(内圈)与扭矩传感器8相连并固定在床身上;最后由扭矩传感器8采集到信号,输入到工控机得到启动摩擦力矩和动态摩擦力矩。
[0025] 本实施例中,试验轴承类型:第一、二、三代汽车轮毂轴承及其单元,密封深沟球轴承;试验轴承内径:Φ20-60πιπι ;试验轴承转速:0〜2000r/min±2%(无极调速);径向载荷:0〜8kN±2%(可调);轴向载荷:0〜3kN(可调);最大量程:10N.m;主轴电机型号:ECMA-E31315ES(ASD-B1021-A);径向加载电机型号:ECMA_E31310ES(ASD-B1521-A);供电电源:220V,50Hz,单相;功率消耗:约2.5kff ;环境温度:5_40°C,最好放在25°C左右,配有空调的专用试验室内。
[0026] 由于本发明中包含了测试三代的轮毂轴承,为了更好实现本技术,所以它们的工装也有所差异,安装之前工装各部件必须擦洗干净。先将试验轴承装配到芯轴I上,再用挡块4将轴承内圈压紧,然后套上衬套5,用端盖将轴承外圈固定在衬套5内,最后将试验头安装到传动轴上,用拉杆6将芯轴I拧紧在传动轴上,防止试验过程中芯轴脱离传动轴。

Claims (1)

1.汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机,包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制系统、工业控制计算机,其特征在于: 测试部件包括芯轴(I)、端盖(2)、螺钉(3)、挡块(4)、衬套(5)、连杆(6)、支架(7)、以及扭矩传感器(8);芯轴(I)安装在传动主轴上,伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接,产生旋转扭矩传递到外圈和衬套,再由连杆(6)传递到扭矩传感器(8); 主轴部件包括主轴、伺服电机; 径向加载部件包括:伺服电机(10)、蜗轮蜗杆机构(11)、丝杆(12)、弹簧(13)、气浮台(14)、称重传感器(15)、加载头(16),伺服电机(10)与蜗轮蜗杆机构(11)连接,蜗轮蜗杆机构(11)通过丝杆(12)把弹簧(13)将作用力传递到气浮台(14)上,气浮台(14)通过称重传感器(15)给试验工装加载载荷; 轴向加载部件包括:弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆,加载螺母把弹簧在导杆上固定,并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器; 伺服电机(10 )外围有轴承(18 ),壳套(19 )的上部有直线轴承(17 ); 测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制系统、工业控制计算机控制。
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