汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機。傳統(tǒng)的防塵性能試驗機無法模擬實際車輛行駛過程中的密封防塵工況。本實用新型包括驅(qū)動機構、傳動機構、加載機構、灰塵箱部件、風機部件、控制系統(tǒng)和試驗部件；主軸通過驅(qū)動機構驅(qū)動，緩沖軸與主軸固定；軸向載荷油缸的活塞通過第一拉壓力傳感器與第一關節(jié)軸承固定；第一關節(jié)軸承與第一接合套通過銷軸鉸接；第一接合套和加載臂均與載荷加載板固定，且加載臂與第二接合套固定，第二接合套與第二關節(jié)軸承通過銷軸鉸接；第二拉壓力傳感器的一端與第二關節(jié)軸承固定，另一端與徑向加載油缸的活塞固定。本實用新型適用于各類汽車輪轂軸承，能模擬輪轂軸承復雜受載情況。
【專利說明】汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于軸承檢測【技術領域】，具體涉及一種汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機。

【背景技術】
[0002]汽車輪轂軸承單元是汽車底盤的關鍵零部件之一，其防塵性能直接影響輪轂軸承的工作壽命，進而影響車輛的行駛安全。近年來，隨著我國汽車工業(yè)水平的提高，輪轂軸承的防塵性能越來越多地引起生產(chǎn)廠商、整機廠商的重視。
[0003]目前,我國汽車輪轂軸承的應用以第三代為主，與普通雙列角接觸球軸承和雙列圓錐滾子軸承相比，最大區(qū)別在于其內(nèi)外套圈各集成了一個法蘭盤。國外對輪轂軸承的防塵性能研究較早，SKF、--ΜΚΕΝ等國際軸承巨頭已開發(fā)了針對輪轂軸承的防塵性能試驗臺，但是其價格高昂，并且由于技術封鎖等原因很難滿足國內(nèi)輪轂軸承生產(chǎn)企業(yè)及使用企業(yè)的實際需求。國內(nèi)，行業(yè)中常見的輪轂軸承防塵性能試驗機一般是基于普通軸承防塵性能試驗機改進而來，無法適應規(guī)格眾多的輪轂軸承法蘭。另一方面，汽車輪轂軸承單元在汽車的運行過程中除了承受軸向、徑向載荷外，由于輪胎外傾角、輪胎前束角等的影響還受到一個彎矩的作用，尤其是當車輛轉(zhuǎn)彎時，彎矩急劇加大，使得輪轂軸承的內(nèi)圈、外圈不同軸，該工況下的防塵性能完全不同于一般狀態(tài)，因此用傳統(tǒng)的防塵性能試驗機無法模擬實際車輛行駛過程中的密封防塵工況，亟需一種能夠適用于各類輪轂軸承，并能模擬輪轂軸承徑向、軸向、彎矩復雜受載情況的汽車輪轂軸承單元防塵性能試驗機。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機，能夠適用于各類汽車輪轂軸承，并能模擬輪轂軸承復雜受載情況。
[0006]本實用新型包括驅(qū)動機構、傳動機構、加載機構、灰塵箱部件、風機部件、控制系統(tǒng)和試驗部件。
[0007]所述的傳動機構包括主軸、主軸箱、緩沖軸和聯(lián)軸器；所述的主軸通過驅(qū)動機構驅(qū)動，并通過兩個軸承分別支承在兩個軸承座上，兩個軸承座均與主軸箱固定。測速齒輪與主軸通過鍵連接；所述緩沖軸的一端與主軸通過聯(lián)軸器連接。
[0008]所述的加載機構包括軸向載荷油缸、油缸固定板、第一拉壓力傳感器、第一關節(jié)軸承、第一接合套、加載臂、第二接合套、第二關節(jié)軸承、第二拉壓力傳感器、徑向加載油缸、油缸底座、調(diào)整塊、載荷加載板和電氣柜；所述軸向載荷油缸的缸體與油缸固定板通過螺栓連接，活塞頭部與第一拉壓力傳感器的一端通過螺栓連接；軸向載荷油缸的活塞與主軸平行設置；所述的油缸固定板與電氣柜固定；所述第一拉壓力傳感器的另一端與第一關節(jié)軸承通過螺栓連接；所述的第一關節(jié)軸承與第一接合套通過銷軸鉸接；第一接合套和加載臂的一個臂分別固定在載荷加載板的底端兩側(cè)；所述的加載臂呈L形，加載臂的另一臂與第二接合套固定，第二接合套與第二關節(jié)軸承通過銷軸鉸接；所述第二拉壓力傳感器的一端與第二關節(jié)軸承通過螺栓連接，另一端與徑向加載油缸的活塞頭部通過螺栓連接，徑向加載油缸的缸體與油缸底座過螺栓連接；徑向加載油缸的活塞與主軸垂直設置；所述的油缸底座與調(diào)整塊開設的T型槽通過螺栓連接，T型槽與主軸的軸線平行設置；所述的調(diào)整塊固定在支架頂部，支架的底部與電氣柜固定。
[0009]所述的灰塵箱部件包括灰塵箱、加熱板、日光燈和防塵折頁；所述的加熱板和日光燈均固定在灰塵箱的內(nèi)壁上；所述的防塵折頁固定在灰塵箱底部，載荷加載板穿過防塵折頁。
[0010]所述的風機部件包括風機、風機罩和風機風管；所述風機的外部套有風機罩；風機的出風口與風機風管的一端固定，風機風管的另一端伸入灰塵箱內(nèi)。
[0011]所述的控制系統(tǒng)包括工控機、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器；所述的轉(zhuǎn)速傳感器設置在主軸箱的內(nèi)壁上，溫度傳感器設置在灰塵箱的內(nèi)壁上；所述的第一拉壓力傳感器、第二拉壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器的輸出端均與工控機連接；所述工控機的輸出控制端與加熱板、液壓缸油泵電機的輸入端連接。
[0012]所述的試驗頭部件設置在灰塵箱內(nèi)；試驗部件包括試驗軸、法蘭盤、軸套和軸套卡環(huán)；所述試驗軸的一端與緩沖軸的另一端固定，另一端通過軸承支承在一個軸承座上；所述的主軸、緩沖軸和試驗軸同軸設置；所述的法蘭盤與載荷加載板的另一端通過螺栓連接；所述軸套的內(nèi)壁與試驗軸通過鍵連接，外壁設有花鍵；軸套通過軸套卡環(huán)軸向定位；所述軸套的外端設有軸肩。
[0013]所述的驅(qū)動機構包括驅(qū)動電機、主動帶輪、從動帶輪和傳送帶；所述驅(qū)動電機的輸出軸與主動帶輪通過鍵連接，驅(qū)動電機的輸入端與工控機的輸出控制端連接；所述的主動帶輪與從動帶輪通過傳送帶連接，所述的從動帶輪與主軸通過鍵連接。
[0014]所述加載臂的兩臂之間設有加強筋。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]本實用新型針對輪轂軸承的實際工況，模擬加載了徑向載荷、軸向載荷和彎矩，并通過載荷加載板的變形及偏轉(zhuǎn)使輪轂軸承內(nèi)外圈軸線形成錯位，使試驗軸承受載荷情況更加接近于汽車輪轂軸承真實受載；本實用新型應用液壓加載方式，可通過數(shù)值路譜的輸入，模擬實際路面產(chǎn)生的時變徑向載荷激勵，以及派生的時變軸向載荷激勵，同時通過調(diào)整徑向載荷加載位置來改變彎矩的大?。槐緦嵱眯滦歪槍嗇炤S承的法蘭盤設計了專用的輪轂軸承裝夾機構，能適用于各類第三代汽車輪轂軸承。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0018]圖2為圖1的左視圖；
[0019]圖3為圖1的俯視圖；
[0020]圖4為本實用新型中灰塵箱部件及試驗部件的剖視圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0022]如圖1和2所示，汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機，包括驅(qū)動機構、傳動機構、加載機構、灰塵箱部件、風機部件、控制系統(tǒng)和試驗部件。
[0023]驅(qū)動機構包括驅(qū)動電機1、主動帶輪2、從動帶輪3和傳送帶4 ;驅(qū)動電機I的輸出軸與主動帶輪2通過鍵連接，主動帶輪2與從動帶輪3通過傳送帶4連接；
[0024]傳動機構包括主軸5、主軸箱6、緩沖軸7和聯(lián)軸器8 ;主軸5與從動帶輪3通過鍵連接，并通過兩個軸承分別支承在兩個軸承座9上，兩個軸承座9均與主軸箱6固定；驅(qū)動電機I將動力傳給主軸5。測速齒輪10與主軸5通過鍵連接；緩沖軸7的一端與主軸5通過聯(lián)軸器8連接。
[0025]加載機構包括軸向載荷油缸11、油缸固定板12、第一拉壓力傳感器13、第一關節(jié)軸承14、第一接合套15、加載臂16、第二接合套17、第二關節(jié)軸承18、第二拉壓力傳感器19、徑向加載油缸20、油缸底座21、調(diào)整塊22、載荷加載板23和電氣柜24 ;軸向載荷油缸11的缸體與油缸固定板12通過螺栓連接，活塞頭部與第一拉壓力傳感器13的一端通過螺栓連接；軸向載荷油缸11的活塞與主軸5平行設置；油缸固定板12與電氣柜24固定；第一拉壓力傳感器13的另一端與第一關節(jié)軸承14通過螺栓連接；第一關節(jié)軸承14與第一接合套15通過銷軸25鉸接；第一接合套15和加載臂16的一個臂分別固定在載荷加載板23的底端兩側(cè)；軸向載荷油缸11的活塞通過第一拉壓力傳感器13、第一關節(jié)軸承14及第一接合套15對載荷加載板15施加載荷，使得載荷加載板15產(chǎn)生彎曲；加載臂16呈L形，兩臂之間設有加強筋；加載臂16的另一臂與第二接合套17固定，第二接合套17與第二關節(jié)軸承18通過銷軸25鉸接；第二拉壓力傳感器19的一端與第二關節(jié)軸承18通過螺栓連接，另一端與徑向加載油缸20的活塞頭部通過螺栓連接，徑向加載油缸20的缸體與油缸底座21過螺栓連接；徑向加載油缸20的活塞與主軸5垂直設置；油缸底座21與調(diào)整塊22開設的T型槽通過螺栓連接，T型槽與主軸5的軸線平行設置，調(diào)整螺栓在T型槽中的位置實現(xiàn)徑向加載油缸20的位置調(diào)整；調(diào)整塊22固定在支架26頂部，支架26的底部與電氣柜24固定。
[0026]如圖1、3和4所示，灰塵箱部件包括灰塵箱27、加熱板28、日光燈29和防塵折頁30。加熱板28和日光燈29均固定在灰塵箱27的內(nèi)壁上；日光燈29起照明作用。防塵折頁30固定在灰塵箱27底部，載荷加載板23穿過防塵折頁30，防塵折頁30起到密封灰塵箱27的作用。
[0027]如圖2和3所示，風機部件包括風機31、風機罩32和風機風管33 ;風機31的外部套有風機罩32 ;風機31的出風口與風機風管33的一端固定，風機風管33的另一端伸入灰塵箱26內(nèi)，給灰塵箱26內(nèi)部吹風。
[0028]控制系統(tǒng)包括工控機、轉(zhuǎn)速傳感器34和溫度傳感器35 ;轉(zhuǎn)速傳感器34設置在主軸箱6的內(nèi)壁上,溫度傳感器35設置在灰塵箱27的內(nèi)壁上；第一拉壓力傳感器13、第二拉壓力傳感器19、轉(zhuǎn)速傳感器34和溫度傳感器35的輸出端均與工控機連接；工控機的輸出控制端與加熱板28、驅(qū)動電機I的輸入端及液壓缸油泵電機的輸入端連接；控制加熱板28加熱灰塵箱27內(nèi)的空氣；轉(zhuǎn)速傳感器34采集測速齒輪10的轉(zhuǎn)速，即主軸5的轉(zhuǎn)速；溫度傳感器35米集溫度信號并傳輸給工控機；工控機對第一拉壓力傳感器13、第二拉壓力傳感器19、轉(zhuǎn)速傳感器34和溫度傳感器35采集的信息進行處理并作出反饋控制，從而實現(xiàn)對輪轂軸承單元運行環(huán)境的模擬。
[0029]如圖3和4所示，試驗頭部件設置在灰塵箱27內(nèi)；試驗部件包括試驗軸36、法蘭盤37、軸套38和軸套卡環(huán)39 ;試驗軸36的一端與緩沖軸7的另一端固定，另一端通過軸承支承在一個軸承座9上；主軸5、緩沖軸7和試驗軸36同軸設置；法蘭盤37與載荷加載板23的另一端通過螺栓連接；軸套38的內(nèi)壁與試驗軸36通過鍵連接，外壁設有花鍵；軸套38通過軸套卡環(huán)39軸向定位；軸套38的外端設有軸肩38-1。
[0030]該汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機的工作原理:
[0031]將試驗輪轂軸承40的法蘭盤部分與法蘭盤37固定，軸套38外壁的花鍵與試驗輪轂軸承40內(nèi)壁的花鍵連接，軸套的軸肩38-1壓緊試驗輪轂軸承40，軸套卡環(huán)39實現(xiàn)軸套38的軸向定位；調(diào)整軸向加載油缸11與徑向加載油缸20的位置，使其符合試驗要求，并根據(jù)試驗要求向灰塵箱27內(nèi)裝入粉塵介質(zhì)。啟動工控機，輸入試驗所需的軸向、徑向載荷加載程序，主軸轉(zhuǎn)速程序，試驗粉塵箱溫度和循環(huán)次數(shù)；所加載的載荷及主軸轉(zhuǎn)速是非恒定的；啟動驅(qū)動電機、風機電機和液壓缸油泵電機，主軸5、緩沖軸7和試驗軸36開始旋轉(zhuǎn)，并帶動試驗輪轂軸承40的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)；法蘭盤37將來自載荷加載板23的載荷加載給試驗輪轂軸承40的外圈，同時起到固定試驗輪轂軸承40外圈的作用；風機31開始向灰塵箱27內(nèi)通風，使得灰塵箱27內(nèi)的粉塵較均勻地分布，加熱板28開始加熱，溫度傳感器35監(jiān)測灰塵箱27內(nèi)的溫度，工控機實時調(diào)節(jié)加熱板28，使試驗溫度維持在125?135°C ;當達到試驗循環(huán)次數(shù)時試驗機自動停止運行，工控機保存試驗機數(shù)據(jù)；此時等待試驗機完全卸載，切斷試驗機電源，并等到試驗輪轂軸承40溫度降低至常溫后打開灰塵箱27，卸下試驗軸36以及試驗輪轂軸承40，人工拆開試驗輪轂軸承40，檢查試驗輪轂軸承40內(nèi)部粉塵進入情況，試驗結束。
【權利要求】
1.汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機，包括驅(qū)動機構、傳動機構、加載機構、灰塵箱部件、風機部件、控制系統(tǒng)和試驗部件，其特征在于: 所述的傳動機構包括主軸、主軸箱、緩沖軸和聯(lián)軸器；所述的主軸通過驅(qū)動機構驅(qū)動，并通過兩個軸承分別支承在兩個軸承座上，兩個軸承座均與主軸箱固定；測速齒輪與主軸通過鍵連接；所述緩沖軸的一端與主軸通過聯(lián)軸器連接； 所述的加載機構包括軸向載荷油缸、油缸固定板、第一拉壓力傳感器、第一關節(jié)軸承、第一接合套、加載臂、第二接合套、第二關節(jié)軸承、第二拉壓力傳感器、徑向加載油缸、油缸底座、調(diào)整塊、載荷加載板和電氣柜；所述軸向載荷油缸的缸體與油缸固定板通過螺栓連接，活塞頭部與第一拉壓力傳感器的一端通過螺栓連接；軸向載荷油缸的活塞與主軸平行設置；所述的油缸固定板與電氣柜固定；所述第一拉壓力傳感器的另一端與第一關節(jié)軸承通過螺栓連接；所述的第一關節(jié)軸承與第一接合套通過銷軸鉸接；第一接合套和加載臂的一個臂分別固定在載荷加載板的底端兩側(cè)；所述的加載臂呈L形，加載臂的另一臂與第二接合套固定，第二接合套與第二關節(jié)軸承通過銷軸鉸接；所述第二拉壓力傳感器的一端與第二關節(jié)軸承通過螺栓連接，另一端與徑向加載油缸的活塞頭部通過螺栓連接，徑向加載油缸的缸體與油缸底座過螺栓連接；徑向加載油缸的活塞與主軸垂直設置；所述的油缸底座與調(diào)整塊開設的T型槽通過螺栓連接，T型槽與主軸的軸線平行設置；所述的調(diào)整塊固定在支架頂部，支架的底部與電氣柜固定； 所述的灰塵箱部件包括灰塵箱、加熱板、日光燈和防塵折頁；所述的加熱板和日光燈均固定在灰塵箱的內(nèi)壁上；所述的防塵折頁固定在灰塵箱底部，載荷加載板穿過防塵折頁；所述的風機部件包括風機、風機罩和風機風管；所述風機的外部套有風機罩；風機的出風口與風機風管的一端固定，風機風管的另一端伸入灰塵箱內(nèi)； 所述的控制系統(tǒng)包括工控機、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器；所述的轉(zhuǎn)速傳感器設置在主軸箱的內(nèi)壁上，溫度傳感器設置在灰塵箱的內(nèi)壁上；所述的第一拉壓力傳感器、第二拉壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器的輸出端均與工控機連接；所述工控機的輸出控制端與加熱板、液壓缸油泵電機的輸入端連接； 所述的試驗頭部件設置在灰塵箱內(nèi)；試驗部件包括試驗軸、法蘭盤、軸套和軸套卡環(huán)；所述試驗軸的一端與緩沖軸的另一端固定，另一端通過軸承支承在一個軸承座上；所述的主軸、緩沖軸和試驗軸同軸設置；所述的法蘭盤與載荷加載板的另一端通過螺栓連接；所述軸套的內(nèi)壁與試驗軸通過鍵連接，外壁設有花鍵；軸套通過軸套卡環(huán)軸向定位；所述軸套的外端設有軸肩。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機，其特征在于:所述的驅(qū)動機構包括驅(qū)動電機、主動帶輪、從動帶輪和傳送帶；所述驅(qū)動電機的輸出軸與主動帶輪通過鍵連接，驅(qū)動電機的輸入端與工控機的輸出控制端連接；所述的主動帶輪與從動帶輪通過傳送帶連接，所述的從動帶輪與主軸通過鍵連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車輪轂軸承單元防塵性能模擬試驗機，其特征在于:所述加載臂的兩臂之間設有加強筋。
【文檔編號】G01M13/04GK203929389SQ201420270580
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權日:2014年5月22日
【發(fā)明者】吳參, 董浙廣, 倪敬, 龔友平 申請人:杭州電子科技大學