CN109187014A - 一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台 - Google Patents

一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述主轴另一端设有使待测轴承内圈与主轴同步转动、外圈与框架相对静止的连接组件，所述主轴上设有施力梁，所述施力梁包括一端套设于主轴上的竖杆和与竖杆另一端连接形成L型结构的横杆，所述横杆朝连接组件轴向延伸，所述连接组件在远离主轴的一侧设有用于测定待测轴承外圈内摩擦力的力测试机构；所述径向加载机构输出端与横杆径向接触；所述轴向加载机构输出端与竖杆轴向接触。本发明通过L型施力梁与主轴相连模拟轮辋，轴向载荷和径向载荷施加在L型梁上，准确模拟出轮毂轴承在实车下的实际受力情况。

Description

一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台
技术领域
本发明涉及轴承检测装置，具体地指一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台。
背景技术
节能环保是我国汽车工业，更是全球汽车工业发展的趋势和方向。轮毂轴承作为汽车行驶系统中的重要零部件，其内部摩擦力矩的大小对汽车行驶阻力产生一定的影响，从而影响汽车的燃油经济性。因此，在节能环保的大背景下，各整车厂和轮毂轴承供应商都非常注意高效率、低摩擦轮毂轴承的开发。但是，由于轮毂轴承的摩擦力矩本身不是很大，传统的轮毂轴承摩擦力矩测试试验台精度不够高，且未考虑到轮毂轴承中的实际工作工况，无法精确测量轮毂轴承的动态摩擦力矩，如何精确有效地测量轮毂轴承动态的摩擦力矩，是亟待解决的问题。
公开号为CN 104111170A的中国发明专利申请公开了一种汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，包括试验台框架、驱动机构、主轴、径向加载机构、轴向加载机构和被测轴承固定装置，但是该申请中径向加载机构、轴向加载机构均是施力于固定支架上，即传力至被测轴承的静止外圈，与被测轴承的转动内圈无关，无法模拟轴承在实车轮辋下的受力情况，导致结果偏差较大，而且是直接测量扭矩精度较低，因此需要开发出一种结构简单、测量精度高、能模拟实车轮辋的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、测量精度高、能模拟实车轮辋的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台。
本发明的技术方案为：一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，包括框架、主轴以及设置于框架上的驱动机构、径向加载机构、轴向加载机构，所述主轴一端与驱动机构输出端连接，其特征在于：
所述主轴另一端设有使待测轴承内圈与主轴同步转动、外圈与框架相对静止的连接组件，所述主轴上设有施力梁，所述施力梁包括一端套设于主轴上的竖杆和与竖杆另一端连接形成L型结构的横杆，所述横杆朝连接组件轴向延伸，所述连接组件在远离主轴的一侧设有用于测定待测轴承外圈内摩擦力的力测试机构；
所述径向加载机构输出端对横杆施加朝向连接组件的径向力；所述轴向加载机构输出端对竖杆施加朝向连接组件的轴向力。
优选的，所述竖杆上设有第一轴承，所述主轴穿过第一轴承与第一轴承内圈固定连接。
优选的，所述连接组件包括设置于主轴另一端、与待测轴承内圈固定连接的第一法兰，所述第一法兰远离主轴的一侧设有与待测轴承外圈固定连接的第二法兰。
进一步的，力测试机构包括一端连接于第二法兰上与主轴同轴的支撑梁以及径向的力臂梁，所述力臂梁一端与支撑梁另一端连接且力臂梁另一端上设有力传感器，所述力传感器与框架固定连接。
更进一步的，所述框架上设有用于支撑支撑梁的支架，所述支架上设有第二轴承，所述支撑梁同轴穿过第二轴承且与第二轴承内圈固定连接。
优选的，所述横杆朝连接组件轴向延伸至超过连接组件。
优选的，所述径向加载机构位于横杆下方与待测轴承径向对应。
优选的，所述轴向加载机构位于竖杆远离横杆一侧且远离主轴的端部处。
优选的，所述框架上设有温度传感器、转速传感器。
本发明的有益效果为：
1.通过L型施力梁与主轴相连模拟轮辋受力状态，轴向载荷和径向载荷施加在L型梁上，准确模拟出轮毂轴承在实车下的实际受力情况。
2.力传感器与框架固定连接，当主轴带动待测轴承内圈转动时内外圈之前产生内摩擦时，力传感器能准确测量到外圈上的内摩擦力，与力臂梁长度相乘即得到摩擦力矩，比现有直接扭矩测量精度大大提高。
3.结构简单，测试方便，适用于各类汽车用的轮毂轴承，并模拟各种轮毂轴承的不同载荷、通过调速电机实现不同转速工况，如NEDC工况、WLTC工况等动态工况，更加有利于轮毂轴承摩擦力矩的测试和优化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
其中：1-框架2-驱动机构3-主轴4-径向加载机构5-轴向加载机构6-待测轴承7-施力梁8-第一轴承9-第一法兰10-第二法兰11-支撑梁12-力臂梁13-支架14-第二轴承15-温度传感器16-转速传感器17-力传感器7.1-竖杆7.2-横杆2.1-电机2.2-调速装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，包括框架1、主轴3以及设置于框架1上的驱动机构2、径向加载机构4、轴向加载机构5，主轴3一端与驱动机构2输出端传动连接，主轴3另一端设有使待测轴承6内圈与主轴3同步转动、外圈相对框架1静止的连接组件，主轴3上设有施力梁7，施力梁7包括一端套设于主轴3上的竖杆7.1和横杆7.2，横杆7.2一端固定于竖杆7.1另一端与竖杆7.1形成模拟轮辋的L型杆状结构，横杆7.2另一端轴向延伸至超过连接组件，连接组件在远离主轴3的一侧设有用于测定待测轴承6外圈内摩擦力的力测试机构。径向加载机构4输出端与横杆7.2径向接触并对横杆7.2施加朝向连接组件的径向力；轴向加载机构5输出端与竖杆7.1轴向接触并对竖杆7.1施加朝向连接组件的轴向力。
本实施例中，驱动机构2为调速电机，包括电连接的电机2.1和调速装置2.2，电机2.1与主轴3内端传动连接，本实施例主轴轴向为图1中左右向，轴向靠近驱动机构2的一端为内端，远离驱动机构2的一端为外端，径向为图1中上下向。
本实施例中，竖杆7.1为竖直方向，横杆7.2为水平方向，横杆7.2连接于竖杆7.1下端外侧。竖杆7.1上端设有第一轴承8，竖杆7.1与第一轴承8外圈固定连接，主轴3穿过第一轴承8与第一轴承8内圈固定连接。径向加载机构4位于横杆7.2下方且输出端与横杆7.2径向接触支撑，径向加载机构4位置与待测轴承6径向对应；轴向加载机构5位于竖杆7.1远离横杆7.2一侧(内侧)且输出端与竖杆7.1下端轴向接触。本实施例中径向加载机构4、轴向加载机构5均为液压加载装置，如液压油缸。
连接组件包括设置于主轴3另一端(外端)、与待测轴承6内圈固定连接的第一法兰9，第一法兰9与主轴固定连接，第一法兰9远离主轴3的一侧(外侧)设有与待测轴承6外圈固定连接的第二法兰10。径向加载机构4位于横杆7.2下方与待测轴承6径向对应。轴向加载机构5位于竖杆7.1远离横杆7.2一侧且远离主轴3的端部处。
力测试机构包括一端(内端)连接于第二法兰10上与主轴3同轴的支撑梁11以及径向的力臂梁12，力臂梁12一端(上端)与支撑梁11另一端(外端)连接且力臂梁12另一端(下端)上设有力传感器17，力传感器17底部或侧面与框架1固定连接，用于测量由于待测轴承6的内摩擦而带来的力。框架1上设有用于支撑支撑梁11的支架13，支架13上设有第二轴承14，第二轴承14外圈与支架13固定连接，支撑梁11同轴穿过第二轴承14且与第二轴承14内圈固定连接。
框架1上设有温度传感器15、转速传感器16，温度传感器15用于测量待测轴承6的工作温度，转速传感器16用于测量主轴3的转速。
本发明的工作原理为：
将待测轴承6与第一法兰9、第二法兰10连接安装，可根据各待测轴承6型号选择对应的第一法兰9、第二法兰10；
通过径向加载机构4、轴向加载机构5分别对施力梁7施加设定的径向载荷和轴向载荷；
开启驱动机构2，同时转速传感器16测量转速、温度传感器15测量轮毂轴承工作温度，当转速传感器16、温度传感器15均到达设定范围内，此时用力传感器17测量力臂梁12所承受的力，与力臂梁长度相乘即得到待测轴承摩擦力矩。

Claims (9)

1.一种轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，包括框架(1)、主轴(3)以及设置于框架(1)上的驱动机构(2)、径向加载机构(4)、轴向加载机构(5)，所述主轴(3)一端与驱动机构(2)输出端连接，其特征在于：
所述主轴(3)另一端设有使待测轴承(6)内圈与主轴(3)同步转动、外圈与框架(1)相对静止的连接组件，所述主轴(3)上设有施力梁(7)，所述施力梁(7)包括一端套设于主轴(3)上的竖杆(7.1)和与竖杆(7.1)另一端连接形成L型结构的横杆(7.2)，所述横杆(7.2)朝连接组件轴向延伸，所述连接组件在远离主轴(3)的一侧设有用于测定待测轴承(6)外圈内摩擦力的力测试机构；
所述径向加载机构(4)输出端对横杆(7.2)施加朝向连接组件的径向力；所述轴向加载机构(5)输出端对竖杆(7.1)施加朝向连接组件的轴向力。
2.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述竖杆(7.1)上设有第一轴承(8)，所述主轴(3)穿过第一轴承(8)与第一轴承(8)内圈固定连接。
3.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述连接组件包括设置于主轴(3)另一端、与待测轴承(6)内圈固定连接的第一法兰(9)，所述第一法兰(9)远离主轴(3)的一侧设有与待测轴承(6)外圈固定连接的第二法兰(10)。
4.如权利要求3所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：力测试机构包括一端连接于第二法兰(10)上与主轴(3)同轴的支撑梁(11)以及径向的力臂梁(12)，所述力臂梁(12)一端与支撑梁(11)另一端连接且力臂梁(12)另一端上设有力传感器(17)，所述力传感器(17)与框架(1)固定连接。
5.如权利要求4所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述框架(1)上设有用于支撑支撑梁(11)的支架(13)，所述支架(13)上设有第二轴承(14)，所述支撑梁(11)同轴穿过第二轴承(14)且与第二轴承(14)内圈固定连接。
6.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述横杆(7.2)朝连接组件轴向延伸至超过连接组件。
7.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述径向加载机构(4)位于横杆(7.2)下方与待测轴承(6)径向对应。
8.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述轴向加载机构(5)位于竖杆(7.1)远离横杆(7.2)一侧且远离主轴(3)的端部处。
9.如权利要求1所述的轮毂轴承动态摩擦力矩测试试验台，其特征在于：所述框架(1)上设有温度传感器(15)、转速传感器(16)。
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