CN109115517A - 轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，在底座内设置振动装置，振动装置上装有振动传感器和位移传感器；在底座顶部的一端安装驱动伺服电机，驱动伺服电机的输出轴通过十字万向节传动轴与传动主轴的一端连接，传动主轴的另一端安装主轴连接法兰，在主轴连接法兰上设置内圈接盘，与该内圈接盘相配合的外圈接盘安装于三脚架上，传动主轴与加载板相固定，该加载板的上方设置径向加载电缸。本发明采用力传感器、振动传感器和位移传感器采集信号，能够实现轿车轮毂轴承单元在不同振动加速度、不同振动频率下的耐久性试验，试验结果准确、可靠，为轮毂轴承动态工况寿命研究提供了可靠的检测验证手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，用于轿车轮毂轴承动态高频、低频振动耐久试验。
背景技术
随着汽车的快速发展，轮毂轴承新产品的开发速度也越来越快，产品相关性能的验证势在必行，加之材料的不断更换，热处理参数的调整、工艺改进等，需对轿车轮毂轴承单元在不同振动加速度、不同振动频率下振动进行耐久性试验。现目前轴承生产厂家内部无设备对其试验，无法开展该项检测及其研究工作。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台。
本发明的技术方案如下：一种轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，其特征在于：底座为“U”形，在底座内设置振动装置，该振动装置两端的中部与底座相挂接，底部通过多组弹簧支承，且振动装置上装有振动传感器和位移传感器；在所述底座顶部的一端安装驱动伺服电机，驱动伺服电机的输出轴通过十字万向节传动轴与传动主轴的一端连接，传动主轴的另一端安装主轴连接法兰，在主轴连接法兰上设置内圈接盘，与该内圈接盘相配合的外圈接盘安装于三脚架上，该三脚架固定于振动装置的顶部，所述外圈接盘、内圈接盘、主轴连接法兰、传动主轴、十字万向节传动轴和驱动伺服电机六者的轴心线在同一直线上；所述传动主轴与加载板相固定，该加载板的上方设置径向加载电缸，所述径向加载电缸的缸体的顶部安装第一关节轴承，该第一关节轴承通过销子与第一连接叉连接，第一连接叉悬吊安装于加载固定架的顶部，加载固定架的底部与底座相固定；所述径向加载电缸的活塞杆向下伸出，并通过力传感器与缓冲减震装置的上端连接，缓冲减震装置的下端固定有第二连接叉，该第二连接叉通过销子与第二关节轴承连接，第二关节轴承安装于加载板上。
采用以上技术方案，将待测轴承放置于外圈接盘与内圈接盘之间，使待测轴承的外圈与外圈接盘相固定，待测轴承的内圈与内圈接盘相固定。本发明可以提供最高2000rpm的驱动转速、径向加载最大35KN，提供满足要求的20g高振动加速度、1KHZ高振动频率、振幅±18mm。振动装置上下往复运动，模拟轿车实际工况，特别是高速通过砂石路面的脉冲工况；同时，本发明模拟轿车车轮悬挂装置，通过缓冲减震装置模拟实际受载工况。当启动振动装置实现高频振动的时候，驱动伺服电机带动待测轴承运转，而径向加载电缸的向下施加径向力，采用相应力传感器、振动传感器和位移传感器采集信号，实现闭环自动化控制。
本发明能够成功实现轿车轮毂轴承单元动态振动耐久试验，试验结果准确、可靠，为轮毂轴承动态工况寿命研究提供了可靠的检测验证手段。本发明通过简易的结构模拟了轿车悬挂的工况，柔性驱动系统安装在振动装置外侧，减轻了振动装置的重量、降低了成本。同时，本发明将现有轮毂耐久试验工装(外圈接盘、内圈接盘)充分利用，实现了设备间工装通用化，节约了成本；由于轮胎中心固定，实现了每次安装更方便、更快捷。本发明实现了全自动化控制、高精度加载、高频振动，高灵敏的超限报警系统、计算机时时记录原始数据、智能监控、远程控制等功能。
所述加载板为“L”形，由横板和竖板组成，横板一端的顶部安装第二关节轴承，横板的另一端与竖板的上端相连，所述传动主轴垂直穿过竖板，传动主轴上固套的定位板与竖板相贴合，两者之间通过螺栓固定。以上结构一方面加载板易于加工制作，拆装方便；另一方面，加载板与传动主轴之间连接的牢靠性好，不会发生松动或脱落。
在所述加载板的上方设置长连杆，该长连杆的下端固定在加载板横板顶部靠近竖板的位置，长连杆的上端通过拉簧与短连杆的下端连接，短连杆的上端固定于加载固定架的顶部。以上结构在加载板与加载固定架之间增设弹性悬挂机构，起辅助支撑的作用，能够防止加载板发生倾斜。
有益效果：本发明模拟轿车车辆悬挂装置，通过缓冲减震装置模拟实际受载工况，通过振动装置模拟轿车实际工况特别是高速通过砂石路面的脉冲工况，采用力传感器、振动传感器和位移传感器采集信号，能够实现轿车轮毂轴承单元在不同振动加速度、不同振动频率下的耐久性试验，试验结果准确、可靠，为轮毂轴承动态工况寿命研究提供了可靠的检测验证手段。本发明柔性驱动系统安装在振动装置外侧，减轻了振动装置的重量、降低了成本；将现有轮毂耐久试验工装充分利用，实现了设备间工装通用化，节约了成本，并且试验时每次安装更方便、更快捷。本发明为轿车轮毂轴承单元动态寿命研究提供了可靠的检测手段及试验数据，为设计人员优化设计提供了指导方向。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
图2是柔性驱动系统及耐久试验工装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2所示，底座1为“U”形，并固定于水平地面上。在底座1内设置振动装置2，该振动装置2两端的中部与底座1相挂接，底部通过多组弹簧支承，弹簧的组数及布置方式根据实际需要确定。振动装置2启动的时候能够上下往复振动，以模拟轿车实际工况，特别是高速通过砂石路面的脉冲工况。在振动装置2上装有振动传感器A和位移传感器B，振动传感器A和位移传感器B可以安装于振动装置2的内部，也可以安装在振动装置2的外壁上，振动传感器A和位移传感器B均通过导线与控制系统(图中未画出)连接。
如图1、图2所示，在底座1顶部的一端安装驱动伺服电机3，驱动伺服电机3的输出轴通过十字万向节传动轴4与传动主轴5的一端连接，传动主轴5的另一端安装主轴连接法兰6，在主轴连接法兰6上通过螺栓安装内圈接盘7，与该内圈接盘7相配合的外圈接盘8通过螺栓安装于三脚架9上，该三脚架9固定于振动装置2的顶部。外圈接盘8、内圈接盘7、主轴连接法兰6、传动主轴5、十字万向节传动轴4和驱动伺服电机3六者的轴心线在同一直线上。内圈接盘7和外圈接盘8采用轮毂耐久试验工装的现有结构，在此不做赘述。
如图1、图2所示，在传动主轴5上设置加载板10，该加载板10为“L”形，由横板和竖板组成。在加载板10横板一端的顶部安装第二关节轴承17，横板的另一端与竖板的上端相连，传动主轴5垂直穿过竖板，传动主轴5上固套的定位板18与竖板相贴合，定位板18与竖板之间通过多颗螺栓固定连接在一起。在加载板10的上方设置径向加载电缸11，径向加载电缸11的缸体的顶部安装第一关节轴承13，该第一关节轴承13通过销子与第一连接叉12连接，第一连接叉12悬吊安装于加载固定架14的顶部，加载固定架14的底部与底座1相固定。径向加载电缸11的活塞杆向下伸出，并通过力传感器C与缓冲减震装置15的上端连接，力传感器C通过导线与控制系统连接，缓冲减震装置15的下端固定有第二连接叉16，该第二连接叉16通过销子与第二关节轴承17连接。第一连接叉12、第一关节轴承13、径向加载电缸11、力传感器C、力传感器C、第二连接叉16、第二关节轴承17和加载板10等部件组成柔性驱动系统，通过模拟轿车车辆悬挂装置，以模拟轮毂轴承实际受载工况。
如图1、图2所示，在加载板10的上方设置长连杆19，该长连杆19垂直于加载板10的横板，且长连杆19的下端固定在加载板10横板顶部靠近竖板的位置。在长连杆10的上方设置拉簧20，拉簧20的下端与长连杆19的上端连接，拉簧20的上端与与短连杆21的下端连接，短连杆21的上端固定于加载固定架14的顶部，短连杆21、拉簧20和长连杆19位于同一竖直线上。
本发明的工作原理如下：
将待测轴承22放置于外圈接盘8与内圈接盘7之间，使待测轴承22的外圈与外圈接盘8相固定，待测轴承22的内圈与内圈接盘7相固定。驱动伺服电机3带动待测轴承22运转，振动装置2上下往复运动，模拟轿车实际工况，特别是高速通过砂石路面的脉冲工况，径向加载电缸11的活塞杆向下伸出，向下施加径向力，模拟实际受载工况，相应力传感器C、振动传感器A和位移传感器B采集信号，并将信号传输给控制系统。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，其特征在于：底座(1)为“U”形，在底座(1)内设置振动装置(2)，该振动装置(2)两端的中部与底座(1)相挂接，底部通过多组弹簧支承，且振动装置(2)上装有振动传感器(A)和位移传感器(B)；在所述底座(1)顶部的一端安装驱动伺服电机(3)，驱动伺服电机(3)的输出轴通过十字万向节传动轴(4)与传动主轴(5)的一端连接，传动主轴(5)的另一端安装主轴连接法兰(6)，在主轴连接法兰(6)上设置内圈接盘(7)，与该内圈接盘(7)相配合的外圈接盘(8)安装于三脚架(9)上，该三脚架(9)固定于振动装置(2)的顶部，所述外圈接盘(8)、内圈接盘(7)、主轴连接法兰(6)、传动主轴(5)、十字万向节传动轴(4)和驱动伺服电机(3)六者的轴心线在同一直线上；所述传动主轴(5)与加载板(10)相固定，该加载板(10)的上方设置径向加载电缸(11)，所述径向加载电缸(11)的缸体的顶部安装第一关节轴承(13)，该第一关节轴承(13)通过销子与第一连接叉(12)连接，第一连接叉(12)悬吊安装于加载固定架(14)的顶部，加载固定架(14)的底部与底座(1)相固定；所述径向加载电缸(11)的活塞杆向下伸出，并通过力传感器(C)与缓冲减震装置(15)的上端连接，缓冲减震装置(15)的下端固定有第二连接叉(16)，该第二连接叉(16)通过销子与第二关节轴承(17)连接，第二关节轴承(17)安装于加载板(10)上。
2.如权利要求1所述的轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，其特征在于：所述加载板(10)为“L”形，由横板和竖板组成，横板一端的顶部安装第二关节轴承(17)，横板的另一端与竖板的上端相连，所述传动主轴(5)垂直穿过竖板，传动主轴(5)上固套的定位板(18)与竖板相贴合，两者之间通过螺栓固定。
3.如权利要求2所述的轿车轮毂轴承动态振动耐久试验台，其特征在于：在所述加载板(10)的上方设置长连杆(19)，该长连杆(19)的下端固定在加载板(10)横板顶部靠近竖板的位置，长连杆(19)的上端通过拉簧(20)与短连杆(21)的下端连接，短连杆(21)的上端固定于加载固定架(14)的顶部。
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