CN101430245B - 汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法及试验机 - Google Patents
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Abstract
一种汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法及试验机，由驱动装置、加载装置、床身及可选装的环境模拟试验辅助装置构成，驱动装置中的传动轴系5固定在床身17的工作台16中，其下端联接扭矩传感器4，其上端联接连接盘15并在其凹槽中固定试验轴14，其上安装被测轴承13；在工作台上固定框架6，框架水平方向固定径向加载油缸7，其头部配置传感器8并紧靠在加载块12侧面的加载头9上，框架垂直方向固定轴向加载油缸10，其头部配置传感器11并紧靠在加载块上，加载块在被测轴承上，工作台或连接盘可选加热或泥水试验，测试时变频电机1直连减速机2驱动多连杆机构3并转换为试验轴摆动并带动被测轴承，全程由计算机测控并记录数据。
Description
技术领域
本发明属于轴承试验机技术领域，尤其涉及到一种汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法及试验机。
背景技术
汽车悬挂用的轴承为塑料制品，其构造有上下外壳与内芯组成，使用时装在汽车悬架滑柱总成中，上下外壳和内芯组成一个旋转体。
该类轴承的测试方法和试验机在国内尚属空白，国内文献尚未见该类轴承实验的报道。传统的测试方法和试验机已无法模拟该类轴承的实际工况，对该类轴承没有***的测试方法和试验机对其性能和寿命进行测试，从而影响对轴承性能进行正确评判。
为研究分析并不断提高此类轴承的质量，需要专门的试验机来开展测试研究，进而分析、评价并采取有效措施进一步提高该轴承的寿命质量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法及试验机，根据该测试方法研制的试验机可以模拟轴承的实际工况，测试轴承在一定载荷和特殊工况下的性能和寿命，并利用计算机分析判断试验结果。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
所述的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法是将被测轴承平放在立式试验轴上，试验轴可随驱动装置作间歇性摆动，提供间歇性摆动由驱动装置中的多连杆机构将变频电机的旋转转化为试验轴上的±45°范围内的摆动，以模拟被测轴承的实际运动状态，同时在被测轴承上设置加载装置，加载装置包含轴向加载和径向加载，轴向加载和径向加载均通过放置在被测轴承上的加载块来实施，其中轴向加载是在加载块上设置轴向力传感器，通过固定的轴向加载油缸施加轴向载荷，轴向载荷通过轴向力传感器和加载块对被测轴承实施轴向加载，径向加载是在加载块侧面设置加载头，再在加载头上设置径向力传感器，通过固定的径向加载油缸实施径向载荷，径向载荷通过径向力传感器、加载头和加载块对被测轴承实施径向加载；试验轴下方联接的传动轴系配置有扭矩传感器以实时监控被测轴承的摩擦力；除正常测试状态外本测试方法还包括另外在工作台上设置的两种模拟测试状态，一种为泥水环境下的模拟测试状态，在加载的同时对被测轴承喷射一定质量比的泥水，一种为高温环境下的模拟测试状态，通过加热箱给被测轴承加热，加热温度最高可达200℃，加热箱内安装有温度传感器，监测加热箱温度；两种模拟测试状态分别由泥水环境模拟试验辅助装置和高温环境模拟试验辅助装置承担，正常测试状态、泥水环境模拟测试状态、高温环境模拟测试状态可以相互替换；测试过程中的载荷大小、加热箱温度、泥水喷射时间、变频电机转速均通过计算机闭环控制，可按事先设定测试程序进行试验。
根据上述测试方法所设计的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机主要由驱动装置、加载装置、床身及泥水环境模拟试验辅助装置、高温环境模拟试验辅助装置构成，驱动装置大部分安装在床身里，驱动装置中的传动轴系则固定在床身的工作台中，传动轴系下端联接有扭矩传感器，其上端联接有连接盘，连接盘的凹槽中固定立式试验轴，试验轴上安装被测轴承；在工作台上通过螺钉固定有用于加载装置的框架，框架水平方向的中间固定径向加载油缸，径向加载油缸的头部配置径向力传感器，径向力传感器紧靠在加载块侧面所设置的加载头上，在框架垂直方向的中间固定轴向加载油缸，轴向加载油缸的头部配置轴向力传感器，轴向力传感器紧靠在加载块上，加载块设置在被测轴承上；轴向加载油缸与试验轴、连接盘以及传动轴系的中心线重合，工作台或连接盘上可选装环境模拟试验辅助装置。
所述的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其驱动装置由变频电机、减速机、多连杆机构、扭矩传感器以及传动轴系构成，变频电机与减速机联接并被固定在床身内的隔板上，减速机的输出轴上联接有多连杆机构的转盘，转盘与长连杆联接，长连杆再与短连杆联接，短连杆固定在传动轴系的下端，并在传动轴系下端与短连杆之间设置有扭矩传感器，传动轴系则被固定在床身上的工作台中。
所述的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其泥水环境模拟试验辅助装置由泥水箱、出水接头、进水接头构成，泥水箱通过密封件套在试验轴和加载块之间后被固定在连接盘上，在泥水箱的上端一侧设置进水接头，泥水箱的下端一侧设置出水接头。
所述的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其高温环境模拟试验辅助装置由加热箱、加热圈、加热棒、温度传感器构成，加热箱放置在工作台上并环绕在加载块及工作台之间，在加热箱内设置数个加热棒，加热棒上设置加热圈，加热箱体上设置温度传感器。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1.模拟了轴承的实际工况，试验结果更加真实。
2.闭环控制载荷、温度、电机转速等参数，增强了试验的灵活性。
3.由于通过计算机事先设定程序进行试验，可任意编写试验程序进行试验。
图1是本发明的结构示意图；
附图说明
图2是本发明加装泥水箱的结构示意图；
图3是图2的左视图；
图4是本发明加装加热箱的结构示意图；
上述图中：1-变频电机；2-减速机；3-多连杆机构；4-扭矩传感器；5-传动轴系；6-框架；7-径向加载油缸；8-径向力传感器；9-加载头；10-轴向加载油缸；11-力传感器；12-加载块；13-被测轴承；14-试验轴；15-连接盘；16-工作台；17-床身；18-泥水箱；19-出水接头；20-进水接头；21-加热箱；22-加热圈；23-加热棒；24-温度传感器。
本发明的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法是将被测轴承平放在立式试验轴上，试验轴可随驱动装置作间歇性摆动，提供间歇性摆动由驱动装置中的多连杆机构将变频电机的旋转转化为试验轴上的±45°范围内的摆动，以模拟被测轴承的实际运动状态，同时在被测轴承上设置加载装置，加载装置包含轴向加载和径向加载，轴向加载和径向加载均通过放置在被测轴承上的加载块来实施，其中轴向加载是在加载块上设置轴向力传感器，通过固定的轴向加载油缸施加轴向载荷，轴向载荷通过轴向力传感器和加载块对被测轴承实施轴向加载，径向加载是在加载块侧面设置加载头，再在加载头上设置径向力传感器，通过固定的径向加载油缸实施径向载荷，径向载荷通过径向力传感器、加载头和加载块对被测轴承实施径向加载；试验轴下方联接的传动轴系配置有扭矩传感器以实时监控被测轴承的摩擦力；除正常测试状态外本测试方法还包括另外在工作台上设置的两种模拟测试状态，一种为泥水环境下的模拟测试状态，在加载的同时对被测轴承喷射一定质量比的泥水，一种为高温环境下的模拟测试状态，通过加热箱给被测轴承加热，加热温度最高可达200℃，加热箱内安装有温度传感器，监测加热箱温度；两种模拟测试状态分别由泥水环境模拟试验辅助装置和高温环境模拟试验辅助装置承担，正常测试状态、泥水环境模拟测试状态、高温环境模拟测试状态可以相互替换；测试过程中的载荷大小、加热箱温度、泥水喷射时间、变频电机转速均通过计算机闭环控制，可按事先设定测试程序进行试验。
具体实施方式
结合图1，根据上述测试方法所设计的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机主要由驱动装置、加载装置、床身17及泥水环境模拟试验辅助装置、高温环境模拟试验辅助装置构成，驱动装置大部分安装在床身17里，驱动装置中的传动轴系5则固定在床身17的工作台16中，传动轴系5下端联接有扭矩传感器4，其上端联接有连接盘15，连接盘15的凹槽中固定立式试验轴14，试验轴14上安装被测轴承13；在工作台16上通过螺钉固定有用于加载装置的框架6，框架6水平方向的中间固定径向加载油缸7，径向加载油缸7的头部配置径向力传感器8，径向力传感器8紧靠在加载块12侧面所设置的加载头9上，在框架6垂直方向的中间固定轴向加载油缸10，轴向加载油缸10的头部配置轴向力传感器11，轴向力传感器11紧靠在加载块12上，加载块12设置在被测轴承13上；轴向加载油缸10与试验轴14、连接盘15以及传动轴系5的中心线重合，工作台16或连接盘15上可选装环境模拟试验辅助装置。
本发明的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其驱动装置由变频电机1、减速机2、多连杆机构3、扭矩传感器4以及传动轴系5构成，变频电机1与减速机2联接并被固定在床身17内的隔板上，减速机2的输出轴上联接有多连杆机构3的转盘，转盘与长连杆联接，长连杆再与短连杆联接，短连杆固定在传动轴系5的下端，并在传动轴系5下端与短连杆之间设置有扭矩传感器4，传动轴系5则被固定在床身17上的工作台16中。
结合图2、3，本发明的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其泥水环境模拟试验辅助装置由泥水箱18、出水接头19、进水接头20构成，泥水箱18通过密封件套在试验轴14和加载块12之间后被固定在连接盘15上，在泥水箱18的上端一侧设置进水接头20，泥水箱18的下端一侧设置出水接头19。
结合图4，本发明的汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟试验机，其高温环境模拟试验辅助装置由加热箱21、加热圈22、加热棒23、温度传感器24构成，加热箱21放置在工作台16上并环绕在加载块12及工作台16之间，在加热箱21内设置数个加热棒23，加热棒23上设置加热圈22，加热箱21体上设置温度传感器24。
测试时，先将被测轴承安装于试验轴上，利用油缸对被测轴承进行轴向和径向加载，由于被测轴承的实际转速不高，变频电机直连减速机后驱动多连杆机构并转换为试验轴的摆动，试验轴带动被测轴承下外壳进行摆动，被测轴承的上外壳保持相对静止，加载的同时可进行加热或泥水试验，试验全过程实现计算机自动测控，并记录试验数据。
变频电机直连减速机，由减速机驱动多连杆机构，将变频电机的转动转化为传动轴系的摆动。多连杆机构各杆长度经计算后可以作出调整，按照测试要求输出摆动角度。扭矩传感器的作用是在传动轴系摆动的过程中测试整个***的力矩。连接盘联接传动轴系和试验轴，被测轴承安装于试验轴上。轴向加载油缸和径向加载油缸分别安装于框架上，分别施加轴向和径向载荷于被测轴承，轴向载荷通过轴向力传感器、加载块传递于被测轴承，径向载荷通过径向力传感器、加载头传递于加载块上，再传递于被测轴承。加载块和试验轴为可更换件，可根据不同型号、尺寸的被测轴承更换即可。
泥水试验：将泥水箱通过密封件套在试验轴和加载块之间后被固定在连接盘上，泥水箱随试验轴往复摆动，泥水通过进水接头喷溅于被测轴承上，再通过出水接头流回水箱。
加热试验：加热箱放置在工作台上并环绕在加载块及工作台之间，加热圈内电加热棒进行加热，温度传感器测试温度，通过计算机闭环控制加热箱内温度。
本发明的试验机结构简单可靠，应用先进的试验测控技术可进行无人监控试验，填补了国内该项装置的空白，为国内的汽车悬挂塑料支撑轴承及其组件试验研究奠定了基础，满足了行业对此项技术的需求，对提高汽车悬挂塑料支撑轴承及其组件研究水平，进一步改进轴承及其组件质量提供了可行的试验手段。
Claims (1)
1.一种汽车悬挂用塑料支撑轴承动态模拟测试方法，其特征在于：该测试方法是将被测轴承平放在立式试验轴上，试验轴可随驱动装置作间歇性摆动，提供间歇性摆动由驱动装置中的多连杆机构将变频电机的旋转转化为试验轴上的±45°范围内的摆动，以模拟被测轴承的实际运动状态，同时在被测轴承上设置加载装置，加载装置包含轴向加载和径向加载，轴向加载和径向加载均通过放置在被测轴承上的加载块来实施，其中轴向加载是在加载块上设置轴向力传感器，通过固定的轴向加载油缸施加轴向载荷，轴向载荷通过轴向力传感器和加载块对被测轴承实施轴向加载，径向加载是在加载块侧面设置加载头，再在加载头上设置径向力传感器，通过固定的径向加载油缸实施径向载荷，径向载荷通过径向力传感器、加载头和加载块对被测轴承实施径向加载；试验轴下方联接的传动轴系配置有扭矩传感器以实时监控被测轴承的摩擦力；除正常测试状态外本测试方法还包括另外在工作台上设置的两种模拟测试状态，一种为泥水环境下的模拟测试状态，在加载的同时对被测轴承喷射一定质量比的泥水，一种为高温环境下的模拟测试状态，通过加热箱给被测轴承加热，加热温度最高可达200℃，加热箱内安装有温度传感器，监测加热箱温度；两种模拟测试状态分别由泥水环境模拟试验辅助装置和高温环境模拟试验辅助装置承担，正常测试状态、泥水环境模拟测试状态、高温环境模拟测试状态可以相互替换；测试过程中的载荷大小、加热箱温度、泥水喷射时间、变频电机转速均通过计算机闭环控制，可按事先设定测试程序进行试验。
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