CN203929389U - 汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机。传统的防尘性能试验机无法模拟实际车辆行驶过程中的密封防尘工况。本实用新型包括驱动机构、传动机构、加载机构、灰尘箱部件、风机部件、控制系统和试验部件；主轴通过驱动机构驱动，缓冲轴与主轴固定；轴向载荷油缸的活塞通过第一拉压力传感器与第一关节轴承固定；第一关节轴承与第一接合套通过销轴铰接；第一接合套和加载臂均与载荷加载板固定，且加载臂与第二接合套固定，第二接合套与第二关节轴承通过销轴铰接；第二拉压力传感器的一端与第二关节轴承固定，另一端与径向加载油缸的活塞固定。本实用新型适用于各类汽车轮毂轴承，能模拟轮毂轴承复杂受载情况。

Description

汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机

技术领域

本实用新型属于轴承检测技术领域，具体涉及一种汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机。

背景技术

汽车轮毂轴承单元是汽车底盘的关键零部件之一，其防尘性能直接影响轮毂轴承的工作寿命，进而影响车辆的行驶安全。近年来，随着我国汽车工业水平的提高，轮毂轴承的防尘性能越来越多地引起生产厂商、整机厂商的重视。

目前，我国汽车轮毂轴承的应用以第三代为主，与普通双列角接触球轴承和双列圆锥滚子轴承相比，最大区别在于其内外套圈各集成了一个法兰盘。国外对轮毂轴承的防尘性能研究较早，SKF、TIMKEN等国际轴承巨头已开发了针对轮毂轴承的防尘性能试验台，但是其价格高昂，并且由于技术封锁等原因很难满足国内轮毂轴承生产企业及使用企业的实际需求。国内，行业中常见的轮毂轴承防尘性能试验机一般是基于普通轴承防尘性能试验机改进而来，无法适应规格众多的轮毂轴承法兰。另一方面，汽车轮毂轴承单元在汽车的运行过程中除了承受轴向、径向载荷外，由于轮胎外倾角、轮胎前束角等的影响还受到一个弯矩的作用，尤其是当车辆转弯时，弯矩急剧加大，使得轮毂轴承的内圈、外圈不同轴，该工况下的防尘性能完全不同于一般状态，因此用传统的防尘性能试验机无法模拟实际车辆行驶过程中的密封防尘工况，亟需一种能够适用于各类轮毂轴承，并能模拟轮毂轴承径向、轴向、弯矩复杂受载情况的汽车轮毂轴承单元防尘性能试验机。

发明内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机，能够适用于各类汽车轮毂轴承，并能模拟轮毂轴承复杂受载情况。

本实用新型包括驱动机构、传动机构、加载机构、灰尘箱部件、风机部件、控制系统和试验部件。

所述的传动机构包括主轴、主轴箱、缓冲轴和联轴器；所述的主轴通过驱动机构驱动，并通过两个轴承分别支承在两个轴承座上，两个轴承座均与主轴箱固定。测速齿轮与主轴通过键连接；所述缓冲轴的一端与主轴通过联轴器连接。

所述的加载机构包括轴向载荷油缸、油缸固定板、第一拉压力传感器、第一关节轴承、第一接合套、加载臂、第二接合套、第二关节轴承、第二拉压力传感器、径向加载油缸、油缸底座、调整块、载荷加载板和电气柜；所述轴向载荷油缸的缸体与油缸固定板通过螺栓连接，活塞头部与第一拉压力传感器的一端通过螺栓连接；轴向载荷油缸的活塞与主轴平行设置；所述的油缸固定板与电气柜固定；所述第一拉压力传感器的另一端与第一关节轴承通过螺栓连接；所述的第一关节轴承与第一接合套通过销轴铰接；第一接合套和加载臂的一个臂分别固定在载荷加载板的底端两侧；所述的加载臂呈L形，加载臂的另一臂与第二接合套固定，第二接合套与第二关节轴承通过销轴铰接；所述第二拉压力传感器的一端与第二关节轴承通过螺栓连接，另一端与径向加载油缸的活塞头部通过螺栓连接，径向加载油缸的缸体与油缸底座过螺栓连接；径向加载油缸的活塞与主轴垂直设置；所述的油缸底座与调整块开设的T型槽通过螺栓连接，T型槽与主轴的轴线平行设置；所述的调整块固定在支架顶部，支架的底部与电气柜固定。

所述的灰尘箱部件包括灰尘箱、加热板、日光灯和防尘折页；所述的加热板和日光灯均固定在灰尘箱的内壁上；所述的防尘折页固定在灰尘箱底部，载荷加载板穿过防尘折页。

所述的风机部件包括风机、风机罩和风机风管；所述风机的外部套有风机罩；风机的出风口与风机风管的一端固定，风机风管的另一端伸入灰尘箱内。

所述的控制系统包括工控机、转速传感器和温度传感器；所述的转速传感器设置在主轴箱的内壁上，温度传感器设置在灰尘箱的内壁上；所述的第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、转速传感器和温度传感器的输出端均与工控机连接；所述工控机的输出控制端与加热板、液压缸油泵电机的输入端连接。

所述的试验头部件设置在灰尘箱内；试验部件包括试验轴、法兰盘、轴套和轴套卡环；所述试验轴的一端与缓冲轴的另一端固定，另一端通过轴承支承在一个轴承座上；所述的主轴、缓冲轴和试验轴同轴设置；所述的法兰盘与载荷加载板的另一端通过螺栓连接；所述轴套的内壁与试验轴通过键连接，外壁设有花键；轴套通过轴套卡环轴向定位；所述轴套的外端设有轴肩。

所述的驱动机构包括驱动电机、主动带轮、从动带轮和传送带；所述驱动电机的输出轴与主动带轮通过键连接，驱动电机的输入端与工控机的输出控制端连接；所述的主动带轮与从动带轮通过传送带连接，所述的从动带轮与主轴通过键连接。

所述加载臂的两臂之间设有加强筋。

本实用新型的有益效果：

本实用新型针对轮毂轴承的实际工况，模拟加载了径向载荷、轴向载荷和弯矩，并通过载荷加载板的变形及偏转使轮毂轴承内外圈轴线形成错位，使试验轴承受载荷情况更加接近于汽车轮毂轴承真实受载；本实用新型应用液压加载方式，可通过数值路谱的输入，模拟实际路面产生的时变径向载荷激励，以及派生的时变轴向载荷激励，同时通过调整径向载荷加载位置来改变弯矩的大小；本实用新型针对轮毂轴承的法兰盘设计了专用的轮毂轴承装夹机构，能适用于各类第三代汽车轮毂轴承。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本实用新型中灰尘箱部件及试验部件的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机，包括驱动机构、传动机构、加载机构、灰尘箱部件、风机部件、控制系统和试验部件。

驱动机构包括驱动电机1、主动带轮2、从动带轮3和传送带4；驱动电机1的输出轴与主动带轮2通过键连接，主动带轮2与从动带轮3通过传送带4连接；

传动机构包括主轴5、主轴箱6、缓冲轴7和联轴器8；主轴5与从动带轮3通过键连接，并通过两个轴承分别支承在两个轴承座9上，两个轴承座9均与主轴箱6固定；驱动电机1将动力传给主轴5。测速齿轮10与主轴5通过键连接；缓冲轴7的一端与主轴5通过联轴器8连接。

加载机构包括轴向载荷油缸11、油缸固定板12、第一拉压力传感器13、第一关节轴承14、第一接合套15、加载臂16、第二接合套17、第二关节轴承18、第二拉压力传感器19、径向加载油缸20、油缸底座21、调整块22、载荷加载板23和电气柜24；轴向载荷油缸11的缸体与油缸固定板12通过螺栓连接，活塞头部与第一拉压力传感器13的一端通过螺栓连接；轴向载荷油缸11的活塞与主轴5平行设置；油缸固定板12与电气柜24固定；第一拉压力传感器13的另一端与第一关节轴承14通过螺栓连接；第一关节轴承14与第一接合套15通过销轴25铰接；第一接合套15和加载臂16的一个臂分别固定在载荷加载板23的底端两侧；轴向载荷油缸11的活塞通过第一拉压力传感器13、第一关节轴承14及第一接合套15对载荷加载板15施加载荷，使得载荷加载板15产生弯曲；加载臂16呈L形，两臂之间设有加强筋；加载臂16的另一臂与第二接合套17固定，第二接合套17与第二关节轴承18通过销轴25铰接；第二拉压力传感器19的一端与第二关节轴承18通过螺栓连接，另一端与径向加载油缸20的活塞头部通过螺栓连接，径向加载油缸20的缸体与油缸底座21过螺栓连接；径向加载油缸20的活塞与主轴5垂直设置；油缸底座21与调整块22开设的T型槽通过螺栓连接，T型槽与主轴5的轴线平行设置，调整螺栓在T型槽中的位置实现径向加载油缸20的位置调整；调整块22固定在支架26顶部，支架26的底部与电气柜24固定。

如图1、3和4所示，灰尘箱部件包括灰尘箱27、加热板28、日光灯29和防尘折页30。加热板28和日光灯29均固定在灰尘箱27的内壁上；日光灯29起照明作用。防尘折页30固定在灰尘箱27底部，载荷加载板23穿过防尘折页30，防尘折页30起到密封灰尘箱27的作用。

如图2和3所示，风机部件包括风机31、风机罩32和风机风管33；风机31的外部套有风机罩32；风机31的出风口与风机风管33的一端固定，风机风管33的另一端伸入灰尘箱26内，给灰尘箱26内部吹风。

控制系统包括工控机、转速传感器34和温度传感器35；转速传感器34设置在主轴箱6的内壁上，温度传感器35设置在灰尘箱27的内壁上；第一拉压力传感器13、第二拉压力传感器19、转速传感器34和温度传感器35的输出端均与工控机连接；工控机的输出控制端与加热板28、驱动电机1的输入端及液压缸油泵电机的输入端连接；控制加热板28加热灰尘箱27内的空气；转速传感器34采集测速齿轮10的转速，即主轴5的转速；温度传感器35采集温度信号并传输给工控机；工控机对第一拉压力传感器13、第二拉压力传感器19、转速传感器34和温度传感器35采集的信息进行处理并作出反馈控制，从而实现对轮毂轴承单元运行环境的模拟。

如图3和4所示，试验头部件设置在灰尘箱27内；试验部件包括试验轴36、法兰盘37、轴套38和轴套卡环39；试验轴36的一端与缓冲轴7的另一端固定，另一端通过轴承支承在一个轴承座9上；主轴5、缓冲轴7和试验轴36同轴设置；法兰盘37与载荷加载板23的另一端通过螺栓连接；轴套38的内壁与试验轴36通过键连接，外壁设有花键；轴套38通过轴套卡环39轴向定位；轴套38的外端设有轴肩38-1。

该汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机的工作原理：

将试验轮毂轴承40的法兰盘部分与法兰盘37固定，轴套38外壁的花键与试验轮毂轴承40内壁的花键连接，轴套的轴肩38-1压紧试验轮毂轴承40，轴套卡环39实现轴套38的轴向定位；调整轴向加载油缸11与径向加载油缸20的位置，使其符合试验要求，并根据试验要求向灰尘箱27内装入粉尘介质。启动工控机，输入试验所需的轴向、径向载荷加载程序，主轴转速程序，试验粉尘箱温度和循环次数；所加载的载荷及主轴转速是非恒定的；启动驱动电机、风机电机和液压缸油泵电机，主轴5、缓冲轴7和试验轴36开始旋转，并带动试验轮毂轴承40的内圈旋转；法兰盘37将来自载荷加载板23的载荷加载给试验轮毂轴承40的外圈，同时起到固定试验轮毂轴承40外圈的作用；风机31开始向灰尘箱27内通风，使得灰尘箱27内的粉尘较均匀地分布，加热板28开始加热，温度传感器35监测灰尘箱27内的温度，工控机实时调节加热板28，使试验温度维持在125～135℃；当达到试验循环次数时试验机自动停止运行，工控机保存试验机数据；此时等待试验机完全卸载，切断试验机电源，并等到试验轮毂轴承40温度降低至常温后打开灰尘箱27，卸下试验轴36以及试验轮毂轴承40，人工拆开试验轮毂轴承40，检查试验轮毂轴承40内部粉尘进入情况，试验结束。

Claims (3)

1. 汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机，包括驱动机构、传动机构、加载机构、灰尘箱部件、风机部件、控制系统和试验部件，其特征在于：

所述的传动机构包括主轴、主轴箱、缓冲轴和联轴器；所述的主轴通过驱动机构驱动，并通过两个轴承分别支承在两个轴承座上，两个轴承座均与主轴箱固定；测速齿轮与主轴通过键连接；所述缓冲轴的一端与主轴通过联轴器连接；

所述的加载机构包括轴向载荷油缸、油缸固定板、第一拉压力传感器、第一关节轴承、第一接合套、加载臂、第二接合套、第二关节轴承、第二拉压力传感器、径向加载油缸、油缸底座、调整块、载荷加载板和电气柜；所述轴向载荷油缸的缸体与油缸固定板通过螺栓连接，活塞头部与第一拉压力传感器的一端通过螺栓连接；轴向载荷油缸的活塞与主轴平行设置；所述的油缸固定板与电气柜固定；所述第一拉压力传感器的另一端与第一关节轴承通过螺栓连接；所述的第一关节轴承与第一接合套通过销轴铰接；第一接合套和加载臂的一个臂分别固定在载荷加载板的底端两侧；所述的加载臂呈L形，加载臂的另一臂与第二接合套固定，第二接合套与第二关节轴承通过销轴铰接；所述第二拉压力传感器的一端与第二关节轴承通过螺栓连接，另一端与径向加载油缸的活塞头部通过螺栓连接，径向加载油缸的缸体与油缸底座过螺栓连接；径向加载油缸的活塞与主轴垂直设置；所述的油缸底座与调整块开设的T型槽通过螺栓连接，T型槽与主轴的轴线平行设置；所述的调整块固定在支架顶部，支架的底部与电气柜固定；

所述的灰尘箱部件包括灰尘箱、加热板、日光灯和防尘折页；所述的加热板和日光灯均固定在灰尘箱的内壁上；所述的防尘折页固定在灰尘箱底部，载荷加载板穿过防尘折页；

所述的风机部件包括风机、风机罩和风机风管；所述风机的外部套有风机罩；风机的出风口与风机风管的一端固定，风机风管的另一端伸入灰尘箱内；

所述的控制系统包括工控机、转速传感器和温度传感器；所述的转速传感器设置在主轴箱的内壁上，温度传感器设置在灰尘箱的内壁上；所述的第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、转速传感器和温度传感器的输出端均与工控机连接；所述工控机的输出控制端与加热板、液压缸油泵电机的输入端连接；

所述的试验头部件设置在灰尘箱内；试验部件包括试验轴、法兰盘、轴套和轴套卡环；所述试验轴的一端与缓冲轴的另一端固定，另一端通过轴承支承在一个轴承座上；所述的主轴、缓冲轴和试验轴同轴设置；所述的法兰盘与载荷加载板的另一端通过螺栓连接；所述轴套的内壁与试验轴通过键连接，外壁设有花键；轴套通过轴套卡环轴向定位；所述轴套的外端设有轴肩。

2.根据权利要求1所述的汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机，其特征在于：所述的驱动机构包括驱动电机、主动带轮、从动带轮和传送带；所述驱动电机的输出轴与主动带轮通过键连接，驱动电机的输入端与工控机的输出控制端连接；所述的主动带轮与从动带轮通过传送带连接，所述的从动带轮与主轴通过键连接。

3.根据权利要求1所述的汽车轮毂轴承单元防尘性能模拟试验机，其特征在于：所述加载臂的两臂之间设有加强筋。