CN107576500B - 汽车发动机张紧轮轴承振动试验台及其振动测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车发动机张紧轮轴承振动试验台及其振动测试方法。急需一种专门针对张紧轮轴承的振动试验机。本发明的驱动电机驱动摩擦轮，轴向油缸支撑座与两侧导轨滑块副的滑块均固定；轴向加载油缸通过轴向安装背板固定在轴向油缸支撑座上；轴承压片固定在轴向加载油缸的推杆上；径向加载油缸的推杆与加载座固定；加载座固定在中间导轨滑块副的滑块上；芯轴与加载座通过锥面固定，且芯轴上设有轴承振动检测传感器。本发明适用于各类汽车张紧轮轴承，并能模拟张紧轮轴承复杂工况；丝杠螺母副与导轨滑块副结合来调整测量位置，适应各种轴承外径；更换不同型号芯轴，轴向加载油缸移动改变轴向加载位置，从而适应检测不同型号轴承的内圈不同。

Description

汽车发动机张紧轮轴承振动试验台及其振动测试方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，涉及轴承检测装置，具体涉及一种汽车发动机张紧轮轴承振动试验台及其振动测试方法。

背景技术

汽车行业的快速兴起，汽车上的各式各样的零件也随之走向标准化与专业化。发动机作为汽车的动力源，它的质量与效率自然是制造商们重点研究对象。张紧器是发动机中重要的调节零部件，它调节传动皮带的张紧力使发动机更平稳的旋转。发动机的转速提高轴承的质量也经受严峻的考验，随着工业化的到来，越来越多的自动化设备也渐渐增多，所以轴承的使用也越来越频繁，轴承的检测也逐渐成为行业重点研究方向。

张紧轮轴承大多采用深沟球轴承，滚动轴承作为机械设备中基础部件之一，它有着滑动摩擦因数小、工业标准化程度高、安排结构紧凑以及易于启动等诸多优点，其广泛被工业、交通运输、农业、家电、航空航天以及国防安防等众多领域应用，为世界化的机械工业4.0发展有着重大影响。作为我国最具有战略性基础产业，是我国重点关注和研究的对象。在过去的六十多年发展基础上，我国的轴承行业已经拥有了可观的自主开发能力、较强的技术能力和较大的生产力。

从2011年起，我国的发展政策逐渐开始从过去的“保增长”方针向“调结构”计划为主要取向转变，机械行业的产品种类也由快速增长向质量逐渐升级调整。轴承作为机械设计中旋转结构支撑不可或缺的基础零部件，对其质量把控及要求也不断有新的提高。滚动轴承品质的好坏直接影响到机械设备的基础工作性能以及额定使用寿命。轴承是众多旋转支撑元件的最佳搭档，不仅可以起支撑作用而且可以起到调心的作用，来自滚动轴承的损伤失效而导致的机械故障大概占故障总数的30％。同时，随着我国工农业机械设备的飞速发展，大多数轴承制造商对轴承的使用和检测有着更高的要求，如轴承的使用性能、额定寿命、工作噪音、安装精度以及安全可靠性等方面也提出了更深层次的要求。

为了使滚动轴承的质量稳定在平均值，轴承在移交给客户时都要进行全面的检测。轴承的振动检测是在最终轴承生产检测中的关键环节，尤其是在汽车行业飞速发展的今天，还有一部分的轴承将用于汽车发动机张紧轮上，汽车发动机张紧轮轴承振动检测仪的研发显得尤为突出。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种汽车发动机张紧轮轴承振动试验台及其振动测试方法，能够适用于各类汽车张紧轮轴承，并能模拟张紧轮轴承复杂工况。

本发明汽车发动机张紧轮轴承振动试验台，包括试验台底座、摩擦轮模块、定位模块和加载模块；所述的摩擦轮模块包括摩擦轮、驱动电机、联轴器、主轴支座、主轴、摩擦轮固定片和电机座；驱动电机通过电机座固定在试验台底座上；驱动电机的输出轴与主轴通过联轴器连接，主轴支承在主轴支座上，主轴支座固定在试验台底座上；摩擦轮与主轴通过半圆头键连接；摩擦轮内圈处的摩擦轮固定片与主轴固定。

所述的定位模块包括梯形丝杠螺母副、手轮、丝杆支座、连接片、导轨滑块副、轴向油缸支撑座和轴向油缸安装背板。梯形丝杠螺母副的丝杆支承在丝杆支座上，丝杆外端固定手轮；丝杆支座固定在试验台底座底面；三个导轨滑块副的导轨平行固定在试验台底座顶面，两侧导轨滑块副的滑块均与梯形丝杠螺母副的螺母通过连接片固定；轴向油缸支撑座与两侧导轨滑块副的滑块均固定，轴向油缸安装背板固定在轴向油缸支撑座上。

所述的加载模块包括轴向加载油缸、径向加载油缸、轴承振动检测传感器、轴承压片和芯轴。轴向加载油缸的缸座固定在定位模块的轴向油缸安装背板上，轴承压片固定在轴向加载油缸的推杆上；径向加载油缸的缸座固定在试验台底座顶面，径向加载油缸的推杆与加载座固定；加载座固定在定位模块的中间导轨滑块副的滑块上；芯轴与加载座通过锥面固定连接，且芯轴上设有轴承振动检测传感器；芯轴上设有定位轴肩。

所述的摩擦轮固定片与主轴通过沿周向均布的六个螺钉固定。

所述的芯轴轴径具有多种规格。

该汽车发动机张紧轮轴承振动试验台的振动测试方法如下：

步骤1、根据被检测轴承内径选择芯轴，将芯轴安装在加载座上，被检测轴承安装在芯轴上；被检测轴承的下端面通过芯轴的定位轴肩定位。

步骤2、径向加载油缸的推杆伸出带动滑块沿着滑轨移动，直至被检测轴承外圈与摩擦轮接触。摇动手轮带动丝杠和轴向油缸支撑座，将轴向加载油缸调整到被检测轴承外圈正上方。

步骤3、径向加载油缸的推杆进一步伸出，给被检测轴承预设径向力；轴向加载油缸的推杆伸出，带动轴承压片压紧被检测轴承，给被检测轴承预设轴向力；

步骤4、驱动电机带动主轴和摩擦轮按预设转速旋转，摩擦轮与被检测轴承的摩擦力使被检测轴承外圈旋转8-12s；

步骤5、驱动电机减速直至停止，径向、轴向加载油缸的推杆收回；

步骤6、取出被检测轴承旋转120°安装在芯轴上，重复步骤2、3、4、5；

步骤7、重复步骤6；

步骤8、取出被检测轴承上下端面翻转后安装在芯轴上，重复步骤2、3、4、5；

步骤9、重复步骤6两次。

本发明的有益效果：

本发明选择中心摩擦轮带动轴承外圈旋转；采用电动控制，操作人员只需执行简单的操作即可完成整个轴承检测工序。对应不同型号的轴承检测，设计了丝杠螺母副与导轨滑块副结合的方式来调整测量位置，使整个机构的通用性更高，适应各种轴承外径。如果实验需要更换轴承型号，更换不同型号芯轴，旋转手轮带动梯形丝杆螺母副移动，从而使滑块带动轴向加载油缸移动改变轴向加载位置，从而适应检测不同型号轴承的内圈不同。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明中定位模块的结构立体图；

图3为本发明中芯轴与被检测轴承的装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

如图1所示，汽车发动机张紧轮轴承振动试验台，包括试验台底座6、摩擦轮模块、定位模块和加载模块；摩擦轮模块包括摩擦轮1、驱动电机9、联轴器11、主轴支座12、主轴14、摩擦轮固定片15和电机座；驱动电机9通过电机座固定在试验台底座6上；驱动电机9的输出轴与主轴14通过联轴器11连接，主轴14支承在主轴支座12上，主轴支座12固定在试验台底座6上；摩擦轮1与主轴14通过半圆头键连接；摩擦轮内圈处的摩擦轮固定片15与主轴14通过沿周向均布的六个螺钉固定。

如图1和2所示，定位模块包括梯形丝杠螺母副7、手轮5、丝杆支座8、连接片21、导轨滑块副10、轴向油缸支撑座3和轴向油缸安装背板20。梯形丝杠螺母副7的丝杆支承在丝杆支座8上，丝杆外端固定手轮5；丝杆支座8固定在试验台底座6底面；三个导轨滑块副10的导轨平行固定在试验台底座6顶面，两侧导轨滑块副10的滑块均与梯形丝杠螺母副7的螺母通过连接片21固定；轴向油缸支撑座3与两侧导轨滑块副10的滑块22均固定，轴向油缸安装背板20固定在轴向油缸支撑座3上。

如图1和3所示，加载模块包括轴向加载油缸2、径向加载油缸4、轴承振动检测传感器、轴承压片17和芯轴18。轴向加载油缸2的缸座固定在定位模块的轴向油缸安装背板20上，轴承压片17固定在轴向加载油缸2的推杆上；径向加载油缸4的缸座固定在试验台底座6顶面，径向加载油缸4的推杆与加载座16固定；加载座16固定在中间导轨滑块副10的滑块上；芯轴18与加载座16通过锥面固定连接，且芯轴18上设有轴承振动检测传感器；芯轴18上设有定位轴肩，芯轴轴径具有多种规格。

该汽车发动机张紧轮轴承振动试验台的工作原理：

实验开始前根据被检测轴承内径选择芯轴18，将芯轴18安装在加载座16上，被检测轴承安装在芯轴18上。径向加载油缸4伸出带动滑块沿着滑轨移动，直至被检测轴承外圈与摩擦轮1接触。摇动手轮5带动丝杠，从而使轴向油缸支撑座3将轴向加载油缸2调整到被检测轴承外圈正上方。摩擦轮1处于停止状态。

实验开始后，径向加载油缸4进一步伸出，给被检测轴承径向力；轴向加载油缸2伸出，带动轴承压片17压紧被检测轴承19，待加载到预设力后，驱动电机9带动主轴14和摩擦轮1旋转，摩擦轮1与被检测轴承19的摩擦力使被检测轴承19旋转，再由轴承振动检测传感器采集轴承振动信号，传输到PC端，完成检测。之后径向加载油缸4和轴向加载油缸2均缩回，驱动电机9减速直至停止，等待下一个检测周期。

该汽车发动机张紧轮轴承振动试验台的振动测试方法如下：

步骤1、根据被检测轴承内径选择芯轴18，将芯轴18安装在加载座16上，被检测轴承安装在芯轴18上；被检测轴承的下端面通过芯轴18的定位轴肩定位。

步骤2、径向加载油缸4的推杆伸出带动滑块沿着滑轨移动，直至被检测轴承外圈与摩擦轮1接触。摇动手轮5带动丝杠和轴向油缸支撑座3，将轴向加载油缸2调整到被检测轴承外圈正上方。

步骤3、径向加载油缸4的推杆进一步伸出，给被检测轴承预设径向力(芯轴18圆柱面上设置压力传感器)；轴向加载油缸2的推杆伸出，带动轴承压片17压紧被检测轴承19，给被检测轴承预设轴向力(轴承压片17上设置压力传感器)；

步骤4、驱动电机9带动主轴14和摩擦轮1按预设转速旋转，摩擦轮1与被检测轴承19的摩擦力使被检测轴承19外圈旋转8-12s；

步骤5、驱动电机9减速直至停止，径向、轴向加载油缸的推杆收回；

步骤6、取出被检测轴承19旋转120°安装在芯轴18上，重复步骤2、3、4、5；

步骤7、重复步骤6；

步骤8、取出被检测轴承19上下端面翻转后安装在芯轴18上，重复步骤2、3、4、5；

步骤9、重复步骤6两次。

Claims (4)

1.汽车发动机张紧轮轴承振动试验台，包括试验台底座、摩擦轮模块、定位模块和加载模块，其特征在于：所述的摩擦轮模块包括摩擦轮、驱动电机、联轴器、主轴支座、主轴、摩擦轮固定片和电机座；驱动电机通过电机座固定在试验台底座上；驱动电机的输出轴与主轴通过联轴器连接，主轴支承在主轴支座上，主轴支座固定在试验台底座上；摩擦轮与主轴通过半圆头键连接；摩擦轮内圈处的摩擦轮固定片与主轴固定；

所述的定位模块包括梯形丝杠螺母副、手轮、丝杆支座、连接片、导轨滑块副、轴向油缸支撑座和轴向油缸安装背板；梯形丝杠螺母副的丝杆支承在丝杆支座上，丝杆外端固定手轮；丝杆支座固定在试验台底座底面；三个导轨滑块副的导轨平行固定在试验台底座顶面，两侧导轨滑块副的滑块均与梯形丝杠螺母副的螺母通过连接片固定；轴向油缸支撑座与两侧导轨滑块副的滑块均固定，轴向油缸安装背板固定在轴向油缸支撑座上；

所述的加载模块包括轴向加载油缸、径向加载油缸、轴承振动检测传感器、轴承压片和芯轴；轴向加载油缸的缸座固定在定位模块的轴向油缸安装背板上，轴承压片固定在轴向加载油缸的推杆上；径向加载油缸的缸座固定在试验台底座顶面，径向加载油缸的推杆与加载座固定；加载座固定在定位模块的中间导轨滑块副的滑块上；芯轴与加载座通过锥面固定连接，且芯轴上设有轴承振动检测传感器；芯轴上设有定位轴肩。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承振动试验台，其特征在于：所述的摩擦轮固定片与主轴通过沿周向均布的六个螺钉固定。

3.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承振动试验台，其特征在于：所述的芯轴轴径具有多种规格。

4.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承振动试验台的振动测试方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤1、根据被检测轴承内径选择芯轴，将芯轴安装在加载座上，被检测轴承安装在芯轴上；被检测轴承的下端面通过芯轴的定位轴肩定位；

步骤2、径向加载油缸的推杆伸出带动滑块沿着滑轨移动，直至被检测轴承外圈与摩擦轮接触；摇动手轮带动丝杠和轴向油缸支撑座，将轴向加载油缸调整到被检测轴承外圈正上方；

步骤3、径向加载油缸的推杆进一步伸出，给被检测轴承预设径向力；轴向加载油缸的推杆伸出，带动轴承压片压紧被检测轴承，给被检测轴承预设轴向力；

步骤4、驱动电机带动主轴和摩擦轮按预设转速旋转，摩擦轮与被检测轴承的摩擦力使被检测轴承外圈旋转8-12s；

步骤5、驱动电机减速直至停止，径向、轴向加载油缸的推杆收回；

步骤6、取出被检测轴承旋转120°安装在芯轴上，重复步骤2、3、4、5；

步骤7、重复步骤6；

步骤8、取出被检测轴承上下端面翻转后安装在芯轴上，重复步骤2、3、4、5；

步骤9、重复步骤6两次。