CN110220707A - 重卡轮毂轴承测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重卡轮毂轴承测试装置，包括机架、主驱动装置、轮毂轴承固定组件、轴向加载机构、径向加载机构、偏载机构和控制系统，所述控制系统用于控制所述驱动电机、轴向驱动器和径向驱动器，轮毂轴承固定组件包括连接轴和连接盘，轴向加载机构包括立座、轴向驱动器、连接座、轴向加载件、丝杆组件，径向加载机构包括支架、径向驱动器、调整机构、径向加载件，偏载机构包括力臂板、轴向连接件和径向连接件；通过轴向加载机构、径向加载机构及偏载机构向轮毂轴承传递力的作用，以模拟车辆在运行过程中其轮毂轴承的轴向和径向受力情况。本发明结构合理紧凑，能更准确地模拟出轮毂轴承的真实工作环境，对其使用寿命进行更科学的检测。

Description

重卡轮毂轴承测试装置

技术领域

本发明涉及测试装备，特别是涉及一种重卡轮毂轴承测试装置。

背景技术

重卡汽车上的轮毂轴承由于承载大，更需要对其进行耐久性模拟试验，通常是用电机驱动主轴转动，利用加载机构对测试单元进行轴向和径向的加载，模拟轮毂轴承在车辆运行过程中常见的受力情况，以检验轮毂轴承的耐久性能。目前对重卡汽车轮毂轴承测试的模拟试验设备结构不尽合理，设备结构过于复杂或过于简陋，且尚不能对其真实的受力状况进行充分模拟。

专利文件CN208780454U所涉及的轮毂轴承弯曲疲劳试验检测设备通过模拟轮毂轴承轴向和径向受力情况对轮毂轴承进行测试，解决了因加载力易出现相互干涉导致的实验数据不可靠问题，但其所设定的轮毂轴承的模拟工况是轮毂轴承平放在测试台上的，即汽车轮胎是横着状态下时轮毂轴承的受力情况，这与毂轴承的实际工作环境不相一致，在实际使用时，汽车轮胎是竖着的，即轮毂轴承也是竖立状态下进行受力的。因此，需要对此作进一步改进，以尽可能地模拟出实际工况，保证测试数据的可靠性。

专利文件CN202453185U记载了一种汽车轮毂轴承耐久寿命模拟试验机，但其用于施加轴向力和径向力的结构的合理性和灵活性尚存在不足，其将轴向加载机构和径向加载机构设置在了测试单元的同侧，这样L加载臂的上端悬空，偏载力不能平稳均衡地传递至测试单元中的轮毂，会影响测试结构的精准性。

倘若测试数据的获得不能尽可能地接近轮毂轴承的真实使用工况，则测试数据的可靠性就不高，人们对轴承的性能和使用预期会无法作出较为准确的判断，这将给使用者造成困扰。因此，需要对测试设备进行改进。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种重卡轮毂轴承测试装置，以更好地对轮毂轴承的各性能进行模拟测试，以获得更接近真实的试验数据，对轮毂轴承的使用寿命进行更科学合理的预测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种一种重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，包括：

机架；

驱动装置，与所述机架固定连接，所述驱动装置包括驱动电机、驱动主轴，所述驱动主轴与所述驱动电机驱动连接；

轮毂轴承固定组件，包括连接轴和连接盘，所述连接轴用于连接固定轮毂轴承的一端，所述连接盘用于连接固定所述轮毂轴承的另一端；

轴向加载机构，包括立座、轴向驱动器、轴向加载件、连接座和丝杆组件，所述立座与所述机架固定连接，所述轴向加载件与所述轴向驱动器相连，所述轴向器驱动器固定安装在所述连接座上，所述连接座与所述立座滑动连接，所述丝杆组件与所述连接座活动连接；

径向加载机构，包括支架、径向驱动器、径向加载件和调整机构，所述支架与所述机架固定连接，所述径向加载件与所述径向驱动器相连接，所述调整机构与所述径向驱动器活动连接，所述调整机构用于调整径向驱动器在支架上的相对位置；

偏载机构，包括力臂板、轴向连接件和径向连接件，所述力臂板竖直，所述轴向连接件滑动连接在所述力臂板的一端，所述径向连接件固定连接在所述力臂板的另一端，所述力臂板与所述轮毂轴承固定组件相配合，所述轮毂轴承固定组件位于所述力臂板的一侧，且所述连接轴的轴线与所述力臂板垂直；所述轴向加载件与所述轴向连接件铰连，所述径向加载件与所述径向连接件抵接；以及

控制系统，与所述驱动电机、轴向驱动器以及径向驱动器之间控制连接。

于本发明一实施例中，所述连接轴插设在所述轮毂轴承上且与力臂板固定连接，所述连接盘固定安装在所述轮毂轴承的另一端且与所述驱动主轴固定连接。所述力臂板套设在所述连接轴上，所述连接轴与所述轮毂轴承内圈固定连接。

于本发明一实施例中，所述连接轴上向外凸出有一环形安装台，所述力臂板紧套在所述连接轴上，且所述力臂板通过固定件固定安装在所述环形安装台上。所述连接轴与所述轮毂轴承的内圈固定连接，所述连接盘与所述轮毂轴承的外圈固定连接。

于本发明一实施例中，所述力臂板上开设有避空孔，所述轴向连接件通过避空孔与力臂板之间滑动连接。

于本发明一实施例中，所述轴向驱动器为轴向液压缸，所述轴向液压缸与所述连接座固定连接，所述轴向加载件与所述轴向液压缸相连；所述径向驱动器为径向液压缸，所述径向液压缸与所述支架滑动连接，所述径向加载件与所述径向液压缸相连。所述支架上设有支架滑轨，径向液压缸可在所述支架滑轨中进行移动。

于本发明一实施例中，所述丝杆组件包括丝杆和丝杆座，所述丝杆与丝杆座传动连接，所述丝杆座固定安装在所述立座上，所述丝杆的一端与所述连接座固定连接。通过所述丝杆组件可使得所述连接座上下移动。

于本发明一实施例中，所述连接座上还固定连接有两个限位支架，两个所述限位支架对称安装在所述连接座上，所述两个限位支架的自由端通过连接板固定连接到一起，所述力臂板位于两个限位支架之间，所述限位支架可相对于所述力臂板上下移动。

于本发明一实施例中，所述调整机构包括调整杆、定位板，所述调整杆穿设在所述定位板上，所述定位板与所述支架固定连接，所述调整杆与所述径向液压缸相连接。

于本发明一实施例中，还包括鼓风机构，所述鼓风机构与所述机架固定连接，用于向所述试验单元吹风。

于本发明一实施例中，还包括加热机构，所述加热机构将所述试验单元密封在所述加热机构的内部，所述加热机构用于向所述试验单元喷水和/或加热。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过对测试装置的各部分在结构上进行改进设计，使得轮毂轴承的真实使用环境得到更科学合理的模拟。通过轴向加载机构和径向加载机构模拟车辆在运行过程中其轮毂轴承在轴向和径向的受力情况，通过对偏载机构与试验单元之间的特定连接配合方式使保证了来自轴向加载机构和径向加载机构上的力能够很好地传递至试验单元，响应速度快，使得测试结果更加科学有效。进一步，利用径向加载机构上的调整机构还可以实现对试验单元受力点的调整，从而充分模拟轮毂轴承的各种受力情况。

本发明结构紧凑，各机构之间设计合理，配合科学，通过控制系统控制测试过程，更进一步通过鼓风机构、加热机构对轮毂轴承真实、多样的受力情况进行充分模拟，使得人们对其使用寿命能够进行更科学的检测。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1的结构左视图；

图3是图1的局部结构示意图；

图4是图1中试验单元的结构示意图；

图5是图4的爆炸图；

图6是本发明实施例1偏载机构的结构示意图；

图7是图6的主视图；

图8是图6中径向连接件的结构示意图；

图9是本发明实施例2的结构示意图；

图10是本发明实施例3的结构示意图。

附图标记说明：100、机架；111、水平工作台；112、调整脚；1、试验单元；10、驱动电机；11、驱动主轴；12、传动座；13、端盖；20、立座；21、轴向驱动器；22、连接座；23、轴向加载件；24、立座滑轨；25、限位支架；26、连接板；27、丝杆；28、丝杆电机；29、连接套；200、通孔；30、支架；31、径向驱动器；32、径向加载件；33、支架滑轨；34、调整杆；35、定位板；36、固定块；40、轮毂轴承；41、连接轴；42、连接盘；43、第一安装孔；44、第二安装孔；50、力臂板；51、轴向连接件；52、径向连接件；53、避空孔；54、套孔；55、第一连接孔；57、紧固件；400、环形安装台；56、第二连接孔；231、第一力传感器；232、端铰接件；520、安装槽；521、固定孔；71、鼓风机；72、导向板；80、环境箱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1至10对本发明作进一步描述。

实施例1

一种重卡轮毂轴承测试装置，参见图1-3，包括机架100、驱动装置、轮毂轴承固定组件、轴向加载机构、径向加载机构、偏载机构和控制系统。所述控制系统用于控制驱动装置、轴向驱动器和径向驱动器。待测的轮毂轴承40通过轮毂轴承固定组件固定在测试装置上的测试工位，通过轴向加载机构和径向加载机构模拟其实际工作时的受力情况。

所述机架100上设有一水平工作台111，水平工作台111上固定安装有驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机10、驱动主轴11，所述驱动主轴11与所述驱动电机10传动连接。所述机架100上还安装有调整脚112，以调整整台设备的高度和平整度。所述驱动主轴11外罩有传动座12，所述驱动主轴11的一端伸出所述传动座12的外面，伸出的驱动主轴部分与所述传动座之间设有端盖13，所述端盖13固定安装在所述传动座12上。

所述轴向加载机构包括立座20、轴向驱动器21、连接座22、轴向加载件23、丝杆27组件，参见图2。所述立座20固定安装在所述传动座12的上方，所述立座20上开设有立座20滑轨24，所述连接座22可在所述立座20滑轨中滑动。本实施例中，所述轴向器驱动器21为使用液压工作原理的轴向液压缸，在其他实施例中，还可以采用气压缸或者直线驱动电机等能够实现直线运动的机构。所述轴向液压缸的缸体外表面套设有一连接套29，通过连接套29将轴向液压缸与连接座22固定在一起。所述连接座22的中间开设有一通孔200，用于轴向液压缸的活动端穿过，所述轴向液压缸的活动端连接有轴向加载件23，所述轴向加载件23与所述偏载机构铰连。

本实施例中，所述轴向加载件23包括第一力传感器231和端铰接件232，所述端铰接件232的一端与所述第一力传感器231固定连接，所述端铰接件232的另一端与所述偏载机构铰连。通过所述轴向加载件23将沿所述轮毂轴承40轴向的推力或拉力通过偏载机构传递至轮毂轴承40，从而对轮毂轴承40施加一个轴向偏载。

同时，在所述连接座22靠近偏载机构的一侧还固定设有两个限位支架25，所述两个限位支架25像两个“长臂”一样伸出所述连接座22，其自由端通过连接板26固定连接到一起。从而，由包括轴向液压缸、连接座22、轴向加载件23、限位支架25和连接板26所组成的这一整体结构可以通过丝杆组件在立座滑轨24中上下滑动，用以调整不同测试情况下的轴向加载位置，即调整轴向力的力臂大小。所述丝杆组件包括丝杆27和丝杆座，所述丝杆座固定安装在所述立座20上，所述丝杆27与丝杆座传动连接，所述丝杆27的一端与所述连接座22固定连接，通过丝杆运动带动所述连接座22竖直上下运动。所述丝杆座包括丝杆电机28，用以带动所述丝杆27上下直线运动。

如图6-7所示，所述偏载机构包括力臂板50、轴向连接件51和径向连接件52，所述轴向连接件51与所述端铰接件232铰连。所述力臂板50上开设有避空孔53，所述轴向连接件51卡设在所述避空孔53中，并可在所述避空孔53中上下滑动。所述力臂板50与所述连接座22平行，所述力臂板50竖直方向设置。所述避空孔53竖直方向开设在力臂板50靠近所述轴向加载件23的一端。所述力臂板50有避空孔53的一端位于两个限位支架25之间，即所述两个限位支架25像两个“长臂”一样伸在所述力臂板50的两侧，对所述力臂板50进行限位支撑。

所述避空孔53下方的力臂板50上开设有套孔54，通过所述套孔54所述力臂板50紧套在所述连接轴41上，所述连接轴41上还装有圆螺母44。通过紧固件57将所述力臂板50与所述连接轴41固定连接在一起。本实施例中，所述套孔54的周边均匀分布有若干第一连接孔55，所述连接轴41上相应地分布有若干第二连接孔56，第一连接孔55与第二连接孔56相配合，所述紧固件57通过第一连接孔55和第二连接孔实现对力臂板50和连接轴41的固定连接。本实施例中，所述连接轴41外露于轮毂轴承40的部分上有一向外凸出的环形安装台400，而所述第二连接孔56就呈环形均匀地开设在所述环形安装台400上。

本实施例中，所述径向连接件52的截面为F型结构，如图8所示，一端设有安装槽520，安装槽520的侧壁上有固定孔521，所述力臂板50远离所述轴向加载件的一端插在所述安装槽520中，并通过固定孔521与F型结构的径向连接件52连接在一起。所述径向连接件52的另一端则呈一个平板状伸出，此为自由端，与所述径向加载机构相接。

如图2所示，所述径向加载机构和轴向加载机构分别位于所述力臂板50的两端，所述径向加载机构设于所述力臂板的下方，安装在所述机架100上。所述径向加载机构包括支架30、径向驱动器31、调整机构、径向加载件32，所述支架30与所述机架100固定连接，所述支架30上设有支架滑轨33。本实施例中，所述径向驱动器31为使用液压工作原理的轴向液压缸，在其他实施例中，还可以采用气压缸或者直线驱动电机等能够实现直线运动的机构。所述径向加载件32与所述径向液压缸的活动端相连，用于向所述轮毂轴承40提供径向作用力，以模拟所述轮毂轴承40在实际工作时受到的沿其径向方向的外力。

所述调整机构包括调整杆34和定位板35，用于调整径向液压缸在支架30上的相对位置。所述定位板35固定安装在所述支架滑轨33的尽头处，对径向液压缸的运动位置进行限位。所述调整杆34穿设在所述定位板35上，所述径向液压缸的缸体上固定连接有固定块36，所述调整杆34的一端与所述固定块36固定连接。从而，由径向液压缸、固定块36和径向加载件32所组成的整体结构便可在所述支架滑轨33中在调整机构的作用下进行移动。

所述径向加载件32与径向连接件52直接接触，即所述径向加载件32抵接在所述径向连接件52的底部、向所述径向连接件52传递沿所述轮毂轴承40径向的外力，进一步通过力臂板50作用到所述轮毂轴承40上。所述径向加载件32包括第二力传感器。在调整杆34的作用下径向驱动器31和径向加载件32可沿所述连接轴41的轴向移动，从而改变轮毂轴承40径向受力的力矩，以充分模拟轮毂40实际工作时的受力情况。

所述轮毂轴承固定组件位于所述力臂板50的一侧，包括连接轴41和连接盘42，用于安装待测试的轮毂轴承40。所述连接轴41、连接盘42以及轮毂轴承40同轴。所述连接轴41的轴线与所述力臂板50垂直，即所述轮毂轴承40的轴线呈水平方向固定在所述轮毂轴承固定组件上。所述连接盘42上设有第一安装孔43和第二安装孔44，所述第一安装孔43和第二安装孔44均沿所述连接盘42周向均匀分布，如图4-5所示。所述连接盘42通过第一安装孔43固定安装在所述轮毂轴承40的外圈上，可通过螺钉连接。所述连接轴41插在轮毂轴承40的内圈且与内圈之间固定连接，通过两者间隙或过盈的配合方式，并用螺母锁紧，从而组成试验单元1。所述试验单元1的轴线沿水平方向固定在所述驱动主轴11和力臂板50之间，且所述试验单元1只两端部有竖直方向的固定连接点，不存在任何水平方向的力支撑点，从而就将所述轮毂轴承40置于汽车轮胎实际行驶时的空间位置，更接近实际工况中汽车轮毂的竖立状态，会使测验结果更准确。所述连接盘42上设有第二安装孔44，通过连接件将所述轮毂轴承40的外圈固定在所述驱动主轴11上，所述连接件与所述第二安装孔44相配合，所述连接件可为螺钉等。

测试时，所述轮毂轴承40的内圈和连接轴41与所述力臂板50固定在一起不动，而所述驱动主轴11在所述驱动电机10的带动下转动，进而带动所述轮毂轴承40的外圈转动。从而所述轴向驱动器21施加的轴向拉力或推力通过所述力臂板50传输至轮毂轴承40，所述径向驱动器31所施加的径向力也通过所述力臂板50传输至轮毂轴承40，实现对所述轮毂轴承40性能的测试。

在其他实施例中，还可以是将所述连接轴41与连接盘42交换位置，将所述连接盘42固定安装在所述力臂板50上，将连接轴41与所述驱动主轴11固定连接，从而实现模拟轮毂轴承40的内圈旋转、外圈静止这一工况。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例还包括鼓风机构，参见图9，用于向试验单元11吹风。鼓风机构包括鼓风机71和导向板72，均固定安装在所述机架100上。所述导向板72设在所述试验单元1的一侧或两侧，所述鼓风机71的出风口通过导向板引至测试工位，在测试工位处形成气流，以模拟车辆行驶过程中的所遭遇到的气流环境。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例还包括加热机构，参见图10，所述加热机构包括环境箱80和加热器(未示出)，所述试验单元1密封位于所述环境箱80中，所述环境箱80与所述机架100固定连接，所述加热器为内加热器，加热器的导热元件位于所述环境箱80内部，通电后生热。在其他实施例中，还可直接将环境箱作为导热元件，直接通电生热，通过环境箱80的箱体形成试验单元1的热模拟工作环境。

在另外的实施例中还可根据实际需要对试验单元1进行喷水，以形成轮毂40轴承有水状况下的工作环境。此时，需要相应地在所述环境箱80上开设有管道的进口和出口，水通过管道从进口喷向试验单元1，然后通过出口流所述环境箱出所述环境箱80。

上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而非对本发明进行限制，在本发明构思和权利要求保护范围内，对本发明做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，包括：

机架；

驱动装置，与所述机架固定连接，所述驱动装置包括驱动电机、驱动主轴，所述驱动主轴与所述驱动电机驱动连接；

轮毂轴承固定组件，包括连接轴和连接盘，所述连接轴用于连接固定轮毂轴承的一端，所述连接盘用于连接固定所述轮毂轴承的另一端；

轴向加载机构，包括立座、轴向驱动器、轴向加载件、连接座和丝杆组件，所述立座与所述机架固定连接，所述轴向加载件与所述轴向驱动器相连，所述轴向器驱动器固定安装在所述连接座上，所述连接座与所述立座滑动连接，所述丝杆组件与所述连接座活动连接；

径向加载机构，包括支架、径向驱动器、径向加载件和调整机构，所述支架与所述机架固定连接，所述径向加载件与所述径向驱动器相连接，所述调整机构与所述径向驱动器活动连接，所述调整机构用于调整径向驱动器在支架上的相对位置；

偏载机构，包括力臂板、轴向连接件和径向连接件，所述力臂板竖直，所述轴向连接件滑动连接在所述力臂板的一端，所述径向连接件固定连接在所述力臂板的另一端，所述力臂板与所述轮毂轴承固定组件相配合，所述轮毂轴承固定组件位于所述力臂板的一侧，且所述连接轴的轴线与所述力臂板垂直；所述轴向加载件与所述轴向连接件铰连，所述径向加载件与所述径向连接件抵接；以及

控制系统，与所述驱动电机、轴向驱动器以及径向驱动器之间控制连接。

2.根据权利要求1所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述连接轴插设在所述轮毂轴承上且与力臂板固定连接，所述连接盘固定安装在所述轮毂轴承的另一端且与所述驱动主轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述连接轴上向外凸出有一环形安装台，所述力臂板紧套在所述连接轴上，且所述力臂板通过固定件固定安装在所述环形安装台上。

4.根据权利要求1所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述力臂板上开设有避空孔，所述轴向连接件通过避空孔与力臂板之间滑动连接。

5.根据权利要求1所述的重卡轮毂测轴承试装置，其特征在于，所述轴向驱动器为轴向液压缸，所述轴向液压缸与所述连接座固定连接，所述轴向加载件与所述轴向液压缸相连；所述径向驱动器为径向液压缸，所述径向液压缸与所述支架滑动连接，所述径向加载件与所述径向液压缸相连。

6.根据权利要求1所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述丝杆组件包括丝杆和丝杆座，所述丝杆与丝杆座传动连接，所述丝杆座固定安装在所述立座上，所述丝杆的一端与所述连接座固定连接。

7.根据权利要求1所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述连接座上还固定连接有两个限位支架，两个所述限位支架对称安装在所述连接座上，所述两个限位支架的自由端通过连接板固定连接到一起，所述力臂板位于两个限位支架之间，所述限位支架可相对于所述力臂板上下移动。

8.根据权利要求1所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，所述调整机构包括调整杆、定位板，所述调整杆穿设在所述定位板上，所述定位板与所述支架固定连接，所述调整杆与所述径向液压缸相连接。

9.根据权利要求1至7任一所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，还包括鼓风机构，所述鼓风机构与所述机架固定连接，用于向试验单元吹风。

10.根据权利要求1至7任一所述的重卡轮毂轴承测试装置，其特征在于，还包括加热机构，所述加热机构将试验单元密封在所述加热机构的内部，所述加热机构用于向所述试验单元喷水和/或加热。