CN103398809A - 汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试机器，具体是指一种用于汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机。本发明包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制***、工业控制计算机；各部件通过对测试部件的径向、轴向加载，通过称重传感器、扭矩传感器等测得相应的数值。本发明的优点是使外圈旋转的轴承的寿命试验得以实现，采用链轮和链条传动的传动和滚轮摩擦驱动的方式，使的传动稳定可靠，可以提高传动***使用周期，采用每个轴承都有一个加速度和温度传感器来监控，便于及时和准确的发现疲劳轴承。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试机器，具体是指一种用于汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机。
背景技术
轴承摩擦力矩是影响轴承寿命、噪声、振动以及温升的重要因素，是衡量轴承动态性能的重要指标，同时还影响着主机的功耗。原有轴承摩擦阻力的性能一般采用手持摩擦力矩传感器，测试轴承采用极低速连续旋转的测量方法，或可以加载小载荷的试验设备，测量旋转过程中的摩擦力矩值，这是一种科学的客观的测量方法。另一种检查轴承在旋转时的阻滞现象，以定性的粗略判断其轴承摩擦阻力大小。然而，现有的这些摩擦力矩测量方法和装置只能在无载荷和小载荷下测量，有的还只是定性测量，无法测量在工作载荷下的摩擦力矩值，更无法监控轴承寿命周期的摩擦力矩值变化趋势。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种可承受大载荷长时间，并可模拟实际使用受载情况的试验设备。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机，包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制***、工业控制计算机，其特征在于：
测试部件包括芯轴、端盖、螺钉、挡块、衬套、连杆、支架、以及扭矩传感器；芯轴安装在传动主轴上，伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接，产生旋转扭矩传递到外圈和衬套，再由连杆传递到扭矩传感器；从而得到测量出来的摩擦力矩。
主轴部件包括主轴、伺服电机；
径向加载部件包括：伺服电机、蜗轮蜗杆机构、丝杆、弹簧、气浮台、称重传感器、加载头，伺服电机与蜗轮蜗杆机构连接，蜗轮蜗杆通过丝杆把弹簧将作用力传递到气浮台上，气浮台通过称重传感器给试验工装加载载荷；在本发明中，启动伺服电机后，蜗轮蜗杆机构开始动作，蜗杆压缩弹簧，弹簧再作用到气浮台上，气浮台通过称重传感器给试验工装加载载荷，载荷大小通过工控机程序自动控制。
伺服电机***有轴承，壳套的上部有直线轴承；
测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制***、工业控制计算机控制。
作为优选，上述汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机中轴向加载部件包括：弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆，加载螺母把弹簧在导杆上固定，并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器。
有益效果：采用上述结构的汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机，相对于现有的轴承摩擦力矩测量仪器有以下优点和创新：
1.采用伺服电机和同步带驱动试验轴旋转的方式，宽展了轴承的速度试验范围，使轮毂轴承和密封深沟球轴承的各种转速状态的摩擦力矩得以测量。
2.采用气浮台加载的方式，避免了传感器受力，使模拟工况和大载荷加载状态的摩擦力矩得以测量。
3.采用伺服电机和蜗轮蜗杆机构驱动加载***，避免了液压加载，有效地改善了测量环境。
附图说明
图1本发明的原理图
图2本发明的测试部分结构示意图
图3本发明的径向加载部分结构示意图
1、芯轴 2、端盖 3、螺钉 4、挡块 5、衬套 6、连杆7、支架 8、扭矩传感器
10、伺服电机 11、蜗轮蜗杆机构 12、丝杆 13、弹簧 14、气浮台15、称重传感器 16、加载头 17、直线轴承 18、轴承 19、壳套
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：
实施例1
根据附图1所示的原理，结合附图2、附图3，制作一汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机，包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制***、工业控制计算机，其中测试部件包括芯轴1、端盖2、螺钉3、挡块4、衬套5、连杆6、支架7、以及扭矩传感器8；芯轴1安装在传动主轴上，伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接，产生旋转扭矩传递到外圈和衬套，再由连杆传递到扭矩传感器8；主轴部件包括主轴、伺服电机；径向加载部件包括：伺服电机10、蜗轮蜗杆机构11、丝杆12、弹簧13、气浮台14、称重传感器15、加载头16，伺服电机10与蜗轮蜗杆机构11连接，蜗轮蜗杆机构11通过丝杆12把弹簧13将作用力传递到气浮台14上，气浮台14通过称重传感器15给试验工装加载载荷；轴向加载部件包括：弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆，加载螺母把弹簧在导杆上固定，并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器；伺服电机10***有轴承18，壳套19的上部有直线轴承17；测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制***、工业控制计算机控制。
在本实施例中，将轮毂轴承安装到芯轴1上，芯轴1再固定在主轴上，调整好测试部件后，由工控机发出命令驱动伺服电机10运行，实现径向载荷自动加载，轴向载荷则通过手动加载。再由工控机发出命令驱动伺服电机运行，从而带动主轴和轮毂轴承作旋转运动，此时轮毂轴承内圈（外圈）旋转，外圈（内圈）与扭矩传感器8相连并固定在床身上；最后由扭矩传感器8采集到信号，输入到工控机得到启动摩擦力矩和动态摩擦力矩。
本实施例中，试验轴承类型:第一、二、三代汽车轮毂轴承及其单元，密封深沟球轴承；试验轴承内径:φ20-60mm；试验轴承转速:0～2000r/min±2%(无极调速)；径向载荷：0～8kN±2%(可调)；轴向载荷：0～3kN(可调)；最大量程：10N.m；主轴电机型号:ECMA-E31315ES(ASD-B1021-A)；径向加载电机型号:ECMA-E31310ES(ASD-B1521-A)；供电电源：220V，50Hz，单相；功率消耗：约2.5kW；环境温度：5-40℃,最好放在25℃左右，配有空调的专用试验室内。
由于本发明中包含了测试三代的轮毂轴承，为了更好实现本技术，所以它们的工装也有所差异，安装之前工装各部件必须擦洗干净。先将试验轴承装配到芯轴1上，再用挡块4将轴承内圈压紧，然后套上衬套5，用端盖将轴承外圈固定在衬套5内，最后将试验头安装到传动轴上，用拉杆6将芯轴1拧紧在传动轴上，防止试验过程中芯轴脱离传动轴。
Claims (1)
1.汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机，包括主轴部件、测试部件、径向加载部件、轴向加载部件、电气控制***、工业控制计算机，其特征在于：
测试部件包括芯轴（1）、端盖（2）、螺钉（3）、挡块（4）、衬套（5）、连杆（6）、支架（7）、以及扭矩传感器（8）；芯轴（1）安装在传动主轴上，伺服电机通过传动主轴、轮毂轴承连接，产生旋转扭矩传递到外圈和衬套，再由连杆（6）传递到扭矩传感器（8）；
主轴部件包括主轴、伺服电机；
径向加载部件包括：伺服电机（10）、蜗轮蜗杆机构（11）、丝杆（12）、弹簧（13）、气浮台（14）、称重传感器（15）、加载头（16），伺服电机（10）与蜗轮蜗杆机构（11）连接，蜗轮蜗杆机构（11）通过丝杆（12）把弹簧（13）将作用力传递到气浮台（14）上，气浮台（14）通过称重传感器（15）给试验工装加载载荷；
轴向加载部件包括：弹簧、加载螺母、加载头、传感器、导杆，加载螺母把弹簧在导杆上固定，并通过弹簧将力依次传递到加载头、传感器；
伺服电机（10）***有轴承（18），壳套（19）的上部有直线轴承（17）；
测试部件、径向加载部件、和轴向加载部件通过电气控制***、工业控制计算机控制。
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