CN203929391U - 汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台。传统的摩擦力矩试验机无法模拟实际车辆行驶过程中的受载情况，也无法适应规格众多的第三代轮毂轴承法兰。本实用新型包括试验台框架、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；驱动机构驱动主轴旋转；被测轴承固定装置包括支架、轴承固定法兰和扭矩传感器；支架的底部与径向加载机构的回转体铰接，顶部一侧与轴向加载机构的轴向压力传感器固定；扭矩传感器固定在支架顶部的另一侧；轴承固定法兰与扭矩传感器固定；轴向加载机构和径向加载机构分别对被测轴承固定装置施加轴向力和径向力。本实用新型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。

Description

汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台

技术领域

本实用新型属于测试技术领域，涉及轴承检测装置，具体涉及一种汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台。

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，其摩擦力矩的大小表征了轮毂轴承运转时摩擦磨损的剧烈程度，同时由摩擦产生的热又将影响轮毂轴承的润滑性能，因此汽车轮毂轴承的摩擦力矩对轴承的总体工作寿命有巨大影响，越来越引起国内外轴承生产企业与使用企业的重视。

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。国外对轮毂轴承的摩擦力矩研究较早，SKF、TIMKEN等国际轴承巨头已开发了针对轮毂轴承的摩擦力矩试验台，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，行业中对汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机的应用还在起步阶段，许多轮毂轴承制造企业与整车厂尚未认识到摩擦力矩的关键性。而现有的普通轴承摩擦力矩试验机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，该工况下的轴承摩擦力矩完全不同于一般状态，因此用传统的摩擦力矩试验机无法模拟实际车辆行驶过程中的受载情况，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摩擦力矩试验台。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，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；所述的驱动机构驱动主轴旋转；所述的主轴通过两个轴承支承在两个主轴支撑座上；所述的两个主轴支撑座均与试验台框架固定。

所述的径向加载机构包括径向压力传感器、第一伺服电机、移动底座、回转体、径向加载主动齿轮、径向加载从动齿轮、丝杠底座、径向弹簧套筒、径向滚珠丝杠、径向双法兰、径向推杆和径向弹簧。所述的丝杠底座和第一伺服电机均固定在移动底座上，移动底座与试验台框架通过滑动副连接；所述的径向加载主动齿轮固定在第一伺服电机的输出轴上，并与径向加载从动齿轮啮合；所述的径向加载从动齿轮固定在径向滚珠丝杠上；所述径向滚珠丝杠的底部通过轴承支承在丝杠底座上；径向丝杠螺母与径向滚珠丝杠螺纹连接，并与径向双法兰固定；所述的径向推杆与径向双法兰固定，径向弹簧套置在径向推杆上；所述的径向弹簧套筒套置在径向推杆外，并与径向推杆通过滑动副连接；径向弹簧套筒的顶部与径向压力传感器固定；所述的径向压力传感器与回转体固定。

所述的轴向加载机构包括轴向双法兰、轴向推杆、第二伺服电机、轴向压力传感器、轴向弹簧套筒、轴向弹簧、轴向加载主动齿轮、轴向加载从动齿轮、轴向滚珠丝杠和轴向支撑座。所述的第二伺服电机固定在试验台框架上；所述的轴向加载主动齿轮与第二伺服电机的输出轴连接，并与轴向加载从动齿轮啮合；所述的轴向加载从动齿轮固定在轴向滚珠丝杠上，所述的轴向滚珠丝杠与轴向丝杠螺母螺纹连接，轴向丝杠螺母与轴向双法兰固定；所述的轴向双法兰与轴向推杆固定，轴向弹簧套置在轴向推杆上；所述的轴向弹簧套筒套置在轴向推杆外，并与轴向推杆通过滑动副连接；所述的轴向压力传感器与轴向弹簧套筒固定；所述的轴向滚珠丝杠与一个轴向支撑座通过轴承连接，轴向推杆和轴向弹簧套筒分别与一个轴向支撑座通过滑动副连接，三个轴向支撑座均与试验台框架固定。

所述的被测轴承固定装置包括支架、轴承固定法兰和扭矩传感器。所述支架的底部与回转体铰接，顶部一侧与轴向压力传感器固定；所述的扭矩传感器固定在支架顶部的另一侧；所述的轴承固定法兰与扭矩传感器固定。

所述的主轴设有轴肩，主轴的头部设有花键。

所述的驱动机构包括驱动电机、主动皮带轮、从动皮带轮和皮带；所述驱动电机的输出轴与主动皮带轮固定，主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带连接，从动皮带轮固定在主轴上。

所述的皮带设有张紧装置；所述张紧装置的张紧轮压紧皮带。

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，不仅对被测轴承模拟加载了径向载荷和轴向载荷，而且通过径向加载机构对被测轴承加载了弯矩，使被测轴承内、外圈轴线形成错位，受载荷情况更加接近于汽车轮毂轴承真实受载情形；本实用新型可通过调整移动底座位置来改变加载的弯矩大小；本实用新型适用于各类第三代汽车轮毂轴承的摩擦力矩试验。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中径向加载机构的示意图；

图3为本实用新型中轴向加载机构的示意图；

图4为本实用新型中被测轴承固定装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

如图1所示，汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，包括试验台框架1、驱动机构、主轴6、张紧装置7、径向加载机构9、轴向加载机构10和被测轴承固定装置。

驱动机构包括驱动电机2、主动皮带轮3、从动皮带轮4和皮带5；驱动电机2的输出轴与主动皮带轮3固定，主动皮带轮3与从动皮带轮4通过皮带5连接，从动皮带轮4固定在主轴6上；张紧装置7的张紧轮张紧皮带5；主轴6通过两个轴承支承在两个主轴支撑座8上；主轴6设有轴肩6-1，主轴6的头部设有花键；两个主轴支撑座8均与试验台框架1固定。

如图1和2所示，径向加载机构9包括径向压力传感器11、第一伺服电机12、移动底座13、回转体14、径向加载主动齿轮15、径向加载从动齿轮16、丝杠底座17、径向弹簧套筒18、径向滚珠丝杠19、径向双法兰20、径向推杆21和径向弹簧22。丝杠底座17和第一伺服电机12均固定在移动底座13上，移动底座13与试验台框架1通过滑动副连接；径向加载主动齿轮15固定在第一伺服电机12的输出轴上，并与径向加载从动齿轮16啮合；径向加载从动齿轮16固定在径向滚珠丝杠19上；径向滚珠丝杠19的底部通过轴承支承在丝杠底座17上；径向丝杠螺母与径向滚珠丝杠19螺纹连接，并与径向双法兰20固定；径向推杆21与径向双法兰20固定，径向弹簧22套置在径向推杆21上；径向弹簧套筒18套置在径向推杆21外，并与径向推杆21通过滑动副连接；径向弹簧套筒18的顶部与径向压力传感器11固定；径向压力传感器11与回转体14固定。

如图3所示，轴向加载机构10包括轴向双法兰23、轴向推杆24、第二伺服电机25、轴向压力传感器26、轴向弹簧套筒27、轴向弹簧28、轴向加载主动齿轮、轴向加载从动齿轮29、轴向滚珠丝杠30和轴向支撑座31。第二伺服电机25固定在试验台框架1上；轴向加载主动齿轮与第二伺服电机25的输出轴连接，并与轴向加载从动齿轮29啮合；轴向加载从动齿轮29固定在轴向滚珠丝杠30上，轴向滚珠丝杠30与轴向丝杠螺母螺纹连接，轴向丝杠螺母与轴向双法兰23固定；轴向双法兰23与轴向推杆24固定，轴向弹簧28套置在轴向推杆24上；轴向弹簧套筒27套置在轴向推杆24外，并与轴向推杆24通过滑动副连接；轴向压力传感器26与轴向弹簧套筒27固定；轴向滚珠丝杠30与一个轴向支撑座31通过轴承连接，轴向推杆24和轴向弹簧套筒27分别与一个轴向支撑座31通过滑动副连接，三个轴向支撑座31均与试验台框架1固定。

如图1和4所示，被测轴承固定装置包括支架32、轴承固定法兰33和扭矩传感器34。支架32的底部与回转体14铰接，顶部一侧与轴向压力传感器26固定；扭矩传感器34固定在支架32顶部的另一侧；轴承固定法兰33与扭矩传感器34固定。

该汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台的工作原理：

试验开始前，将被测轴承35的内圈与主轴6通过花键连接，被测轴承35的法兰部分与轴承固定法兰33固定，主轴的轴肩6-1实现被测轴承35的轴向定位。

试验开始后，启动驱动电机2和第一伺服电机12；驱动电机2带动主动皮带轮3旋转，主动皮带轮3通过皮带5带动从动皮带轮4旋转，从而带动主轴6旋转，主轴旋转带动被测轴承35的内圈旋转。第一伺服电机12带动径向加载主动齿轮15旋转，径向加载从动齿轮16与径向加载主动齿轮15啮合，从而带动径向滚珠丝杠19旋转；径向丝杠螺母将径向滚珠丝杠19的旋转运动转换为直线运动，并带动径向双法兰20向上运动，从而推动径向推杆21；径向推杆21压缩径向弹簧22，径向弹簧22的弹力向上推动径向弹簧套筒18、径向压力传感器11及回转体14；回转体14向上推动支架32，支架32通过扭矩传感器34和轴承固定法兰33对被测轴承35的法兰部分进行径向加载和扭矩加载；回转体14与支架32的底部铰接，用于抵消径向加载时径向力的角度偏转。径向压力传感器11和扭矩传感器34可以通过计算机处理后分别读出径向加载力大小和扭矩大小，且计算机对第一伺服电机12进行反馈控制。由于扭矩传感器34通过轴承固定法兰33与被测轴承35的法兰部分固定，所以扭矩传感器34承受的扭矩就是被测轴承35的摩擦力矩。

如果实验需要，可以开启第二伺服电机25同时加载轴向力；此时，第二伺服电机25带动轴向加载主动齿轮28旋转，轴向加载从动齿轮29与轴向加载主动齿轮28啮合，从而带动轴向滚珠丝杠30旋转，轴向丝杠螺母将轴向滚珠丝杠30的旋转运动转换为直线运动，并带动轴向双法兰23及轴向推杆24水平移动，轴向推杆24压缩轴向弹簧28，轴向弹簧28的弹力推动轴向弹簧套筒27及轴向压力传感器26；轴向弹簧28的弹力大小便是轴向加载力大小，轴向压力传感器26的压力信号可以通过计算机处理后读出轴向加载力大小。

Claims (4)

1. 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，其特征在于：

所述的驱动机构驱动主轴旋转；所述的主轴通过两个轴承支承在两个主轴支撑座上；所述的两个主轴支撑座均与试验台框架固定；

所述的径向加载机构包括径向压力传感器、第一伺服电机、移动底座、回转体、径向加载主动齿轮、径向加载从动齿轮、丝杠底座、径向弹簧套筒、径向滚珠丝杠、径向双法兰、径向推杆和径向弹簧；所述的丝杠底座和第一伺服电机均固定在移动底座上，移动底座与试验台框架通过滑动副连接；所述的径向加载主动齿轮固定在第一伺服电机的输出轴上，并与径向加载从动齿轮啮合；所述的径向加载从动齿轮固定在径向滚珠丝杠上；所述径向滚珠丝杠的底部通过轴承支承在丝杠底座上；径向丝杠螺母与径向滚珠丝杠螺纹连接，并与径向双法兰固定；所述的径向推杆与径向双法兰固定，径向弹簧套置在径向推杆上；所述的径向弹簧套筒套置在径向推杆外，并与径向推杆通过滑动副连接；径向弹簧套筒的顶部与径向压力传感器固定；所述的径向压力传感器与回转体固定；

所述的轴向加载机构包括轴向双法兰、轴向推杆、第二伺服电机、轴向压力传感器、轴向弹簧套筒、轴向弹簧、轴向加载主动齿轮、轴向加载从动齿轮、轴向滚珠丝杠和轴向支撑座；所述的第二伺服电机固定在试验台框架上；所述的轴向加载主动齿轮与第二伺服电机的输出轴连接，并与轴向加载从动齿轮啮合；所述的轴向加载从动齿轮固定在轴向滚珠丝杠上，所述的轴向滚珠丝杠与轴向丝杠螺母螺纹连接，轴向丝杠螺母与轴向双法兰固定；所述的轴向双法兰与轴向推杆固定，轴向弹簧套置在轴向推杆上；所述的轴向弹簧套筒套置在轴向推杆外，并与轴向推杆通过滑动副连接；所述的轴向压力传感器与轴向弹簧套筒固定；所述的轴向滚珠丝杠与一个轴向支撑座通过轴承连接，轴向推杆和轴向弹簧套筒分别与一个轴向支撑座通过滑动副连接，三个轴向支撑座均与试验台框架固定；

所述的被测轴承固定装置包括支架、轴承固定法兰和扭矩传感器；所述支架的底部与回转体铰接，顶部一侧与轴向压力传感器固定；所述的扭矩传感器固定在支架顶部的另一侧；所述的轴承固定法兰与扭矩传感器固定。

2.根据权利要求1所述的汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述的主轴设有轴肩，主轴的头部设有花键。

3.根据权利要求1所述的汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述的驱动机构包括驱动电机、主动皮带轮、从动皮带轮和皮带；所述驱动电机的输出轴与主动皮带轮固定，主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带连接，从动皮带轮固定在主轴上。

4.根据权利要求3所述的汽车轮毂轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述的皮带设有张紧装置；所述张紧装置的张紧轮压紧皮带。