CN109115496A - 一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，在试验仓前后方向的两侧分别设置径向加载电缸和润滑油加热装置，径向加载电缸的输出轴与径向加载装置连接，润滑油加热装置的出油口通过保温油管与试验仓的进油口连接，试验仓的出油口通过油管串联第一制冷器后，与润滑油加热装置的回油口连接；在试验仓左右方向的两侧分别设置电主轴和轴向加载电缸，电主轴的输出轴通过联轴器与试验轴连接，轴向加载电缸的输出轴与轴向加载装置连接。本发明可以模拟变速器油温，且温度可控、流量可调节及具有时时显示流量功能；本发明实现了汽车变速器轴承静止下受载强度检测、高温动态旋转受载下动强度检测，检测结果准确、可靠，检测效率高。

Description

一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，用于汽车变速器轴承的静态强度检测和动态强度检测。

背景技术

汽车变速器必须满足各种各样的要求，包括换挡顺畅，高输出功率，结构紧凑，轻量，高效率和低噪声等，而且对这些要求越来越高。因此，变速器轴承的性能也必须满足更高的要求，这是开发汽车变速器轴承的基础。由于汽车变速器轴承新产品开发速度较快，产品动态强度、静态强度的验证势在必行，加之材料的不断更换，热处理参数的调整、工艺改进等，需要进行动态强度、静态强度的检测，但是目前市面上还没有专门针对汽车变速器轴承强度进行检测的装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置。

本发明的技术方案如下：一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，包括设备平台，其特征在于：在所述设备平台上安装试验仓，该试验仓内穿设试验轴，试验轴用于安装待测轴承；

在所述试验仓前后方向的两侧分别设置径向加载电缸和润滑油加热装置，所述径向加载电缸的输出轴上连接有径向位移传感器，且径向加载电缸的输出轴与径向加载装置连接，在径向加载电缸的输出轴与径向加载装置之间安装径向力传感器，所述径向加载装置的加载头位于试验仓内，并正对待测轴承外圈的圆周面；所述润滑油加热装置的出油口通过保温油管与试验仓的进油口连接，试验仓的出油口通过油管串联第一制冷器后，与润滑油加热装置的回油口连接；

在所述试验仓左右方向的两侧分别设置电主轴和轴向加载电缸，电主轴的输出轴通过联轴器与试验轴连接，电主轴自带冷却液通道，该冷却液通道的进出口分别通过水管与第二制冷器连接，形成水循环回路；在所述轴向加载电缸的输出轴上连接有轴向位移传感器，且轴向加载电缸的输出轴与轴向加载装置连接，在轴向加载电缸的输出轴与轴向加载装置之间安装轴向力传感器，所述轴向加载装置的加载头位于试验仓内，并正对待测轴承外圈的端面。

采用以上技术方案，待检测的汽车变速器轴承放入试验仓中，且待测轴承安装在试验轴上。静态强度检测时：待测轴承静止不动，工业控制电脑通过径向力传感器向径向加载电缸发出指令，使径向加载电缸的输出轴伸出，径向加载电缸的输出轴通过径向加载装置作用在待测轴承外圈的圆周面上，向待测轴承施加设定的径向力，径向位移传感器将待测轴承径向受载后的位移变化情况反馈给控制***；同时，工业控制电脑通过轴向力传感器向轴向加载电缸发出指令，使轴向加载电缸的输出轴伸出，轴向加载电缸的输出轴通过轴向加载装置作用在待测轴承外圈的端面上，向待测轴承施加设定的轴向力，轴向位移传感器将待测轴承轴向受载后的位移变化情况反馈给控制***。控制***接收径向位移传感器和轴向位移传感器反馈的信息后，通过设定的算法即可得出待测轴承的静态强度，并可通过工业控制电脑显示出来。

动态强度检测时：启动电主轴，使电主轴通过试验轴带动待测轴承运转，待测轴承在运转状态下参照静态强度检测方式进行检测，即可得出待测轴承的动态强度。

本发明可模拟变速器油温，润滑油加热装置将润滑油加热至需要的温度，然后通过保温油管向试验仓内输送，以确保到达试验仓的油温不被快速冷却；由于从试验仓出来的润滑油要带走大量的热量，温度会很高，此时回油采用第一制冷器快速冷却，以防止润滑油加热装置内油温过高；采用力传感器配合对应的加载电缸，能够快速精准进行加载，在待测轴承轴心线方向施加轴向力、与轴向垂直方向施加径向力，这样检测的结果更准确、可靠，检测的效率高。

采用电主轴提供满足要求的高转速，可通过变频器设置不同工况下的转速。电主轴与外部的第二制冷器形成水循环回路，通过循环水能够带走电主轴的工作热量，以确保电主轴的性能及使用寿命。

所述径向位移传感器安装在径向加载电缸的缸体上，该径向位移传感器的探针平行于径向加载电缸的输出轴，且径向位移传感器的探针与第一夹板连接，第一夹板抱紧在径向加载电缸的输出轴上。以上结构一方面径向位移传感器安装方便，牢靠性好；另一方面，径向位移传感器的探针能够同步响应待测轴承径向受载的位移变化，以确保检查结果的准确性。

所述轴向位移传感器安装在轴向加载电缸的缸体上，该轴向位移传感器的探针平行于轴向加载电缸的输出轴，且轴向位移传感器的探针与第二夹板连接，第二夹板抱紧在轴向加载电缸的输出轴上。以上结构一方面轴向位移传感器安装方便，牢靠性好；另一方面，轴向位移传感器的探针能够同步响应待测轴承轴向受载的位移变化，以确保检查结果的准确性。

在所述试验仓上装有第一温度传感器，该第一温度传感器的探针伸入试验仓内。第一温度传感器用于时时测量试验仓内的润滑油油温，在油温低于设定值时，可通过润滑油加热装置向试验仓内补充热油，以确保试验仓内的油温始终满足要求。

为了精确控制润滑油加热装置内的油温，在所述润滑油加热装置上装有第二温度传感器，该第二温度传感器的探针伸入润滑油加热装置的内腔中。

为了精确控制润滑油进入试验仓的流量，在所述保温油管上串联有流量计。

在所述电主轴的进气口上安装油雾润滑器，该油雾润滑器的进口与接头的第一接口连接，接头的第二接口与进气管连接，接头的第三接口与欠压保护器连接。以上结构电主轴采用油雾润滑，供气端采用欠压保护，能够保护电主轴在无气压下不被烧坏；同时，结合水循环回路，通过第二制冷器将电主轴的温度快速冷却，确保电主轴经久耐用。

有益效果：本发明可以模拟变速器油温，且温度可控、流量可调节及具有时时显示流量功能；本发明实现了汽车变速器轴承静止下受载强度检测、高温动态旋转受载下动强度检测，检测结果准确、可靠，检测效率高。本发明设计新颖，结构简单，实现了设备全自动化控制、高精度加载、高速旋转、润滑油智能高温加热、精密检测等功能，为开发变速器轴承提供有效轴承静态强度、动态强度数据，为新产品验证提供了可靠的检测手段，同时也为变速器轴承强度与寿命关系研究提供了基础数据。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，在设备平台1上安装试验仓2，该试验仓2用于容置待测轴承(图中未画出)，试验仓2的仓门能够开闭，以便于取出或放入待测轴承。在试验仓2上装有第一温度传感器17，该第一温度传感器17的探针伸入试验仓2内。在试验仓2内穿设试验轴3，试验轴3与试验仓2可转动连接，试验轴3用于安装待测轴承。

如图1所示，在试验仓2前后方向的一侧设置径向加载电缸4，另一侧设置润滑油加热装置5。径向加载电缸4的缸体与设备平台1相固定，且径向加载电缸4的缸体上安装径向位移传感器6，该径向位移传感器6的探针平行于径向加载电缸4的输出轴，径向位移传感器6的探针与第一夹板15连接，第一夹板15抱紧在径向加载电缸4的输出轴上。

如图1所示，径向加载电缸4的输出轴与径向加载装置7同轴连接，在径向加载电缸4的输出轴与径向加载装置7之间安装径向力传感器A。径向加载装置7的加载头位于试验仓2内，并正对待测轴承外圈的圆周面。在润滑油加热装置5上装有第二温度传感器18，该第二温度传感器18的探针伸入润滑油加热装置5的内腔中。润滑油加热装置5的出油口通过保温油管8与试验仓2的进油口连接，在保温油管8上串联有流量计19。试验仓2的出油口通过油管串联第一制冷器9后，与润滑油加热装置5的回油口连接。

如图1所示，在试验仓2左右方向的一侧设置电主轴10，另一侧设置轴向加载电缸11。电主轴10的输出轴通过联轴器与试验轴3连接，电主轴10自带冷却液通道，该冷却液通道的进出口分别通过水管与第二制冷器12连接，形成水循环回路。在电主轴10的进气口上安装油雾润滑器20，该油雾润滑器20的进口与接头21的第一接口连接，接头21的第二接口与进气管22连接，接头21的第三接口与欠压保护器23连接。

如图1所示，轴向加载电缸11的缸体固定于设备平台1上，轴向加载电缸11的缸体上安装轴向位移传感器13，该轴向位移传感器13的探针平行于轴向加载电缸11的输出轴，且轴向位移传感器13的探针与第二夹板16连接，第二夹板16抱紧在轴向加载电缸11的输出轴上。轴向加载电缸11的输出轴与轴向加载装置14同轴连接，在轴向加载电缸11的输出轴与轴向加载装置14之间安装轴向力传感器B，轴向加载装置14的加载头位于试验仓2内，并正对待测轴承外圈的端面。

如图1所示，本发明还设置有工业控制电脑24和控制***25，工业控制电脑24用于向加载电缸、电主轴等发出指令；控制***25用于接收各传感器反馈的信号，经过处理后进一步发出指令或者通过工业控制电脑24显示结果。

本发明的工作原理如下：

静态强度检测时：待测轴承静止不动，工业控制电脑24通过径向力传感器A向径向加载电缸4发出指令，使径向加载电缸4的输出轴伸出，径向加载电缸4的输出轴通过径向加载装置7作用在待测轴承外圈的圆周面上，向待测轴承施加设定的径向力，径向位移传感器6将待测轴承径向受载后的位移变化情况反馈给控制***25；同时，工业控制电脑24通过轴向力传感器B向轴向加载电缸11发出指令，使轴向加载电缸11的输出轴伸出，轴向加载电缸11的输出轴通过轴向加载装置14作用在待测轴承外圈的端面上，向待测轴承施加设定的轴向力，轴向位移传感器13将待测轴承轴向受载后的位移变化情况反馈给控制***25。控制***25接收径向位移传感器6和轴向位移传感器13反馈的信息后，通过设定的算法即可得出待测轴承的静态强度，并可通过工业控制电脑显示出来。

动态强度检测时：启动电主轴10，使电主轴10通过试验轴3带动待测轴承运转，待测轴承在运转状态下参照静态强度检测方式进行检测，即可得出待测轴承的动态强度。

本发明在检测的时候，润滑油加热装置5通过自带的油泵将加热后的润滑油向试验仓2输送，输送采用保温油管8，以确保到达试验仓2的油温不被快速冷却。通过流量计19可以调节润滑油的输送流量，且流量可时时进行显示。由于从试验仓2出来的润滑油要带走大量的热量，温度会很高，此时回油采用第一制冷器9快速冷却，以防止润滑油加热装置内油温过高。第一温度传感器17用于测量试验仓2内的润滑油油温，在油温低于设定值时，可通过润滑油加热装置5向试验仓2内补充热油，以确保试验仓2内的油温始终满足要求；第二温度传感器18用于测量润滑油加热装置内的油温，使油温精确可控。高压空气通过进气管22将油雾润滑器20中的润滑油雾化后送入电主轴10，使电主轴10采用油雾润滑，在确保润滑效果的同时，能有效节省润滑油；供气端采用欠压保护，能够保护电主轴10在无气压下不被烧坏；同时，结合第二制冷器12与电主轴10形成的水循环回路，通过第二制冷器12将电主轴10的温度快速冷却，确保电主轴经久耐用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，包括设备平台(1)，其特征在于：在所述设备平台(1)上安装试验仓(2)，该试验仓(2)内穿设试验轴(3)，试验轴(3)用于安装待测轴承；

在所述试验仓(2)前后方向的两侧分别设置径向加载电缸(4)和润滑油加热装置(5)，所述径向加载电缸(4)的输出轴上连接有径向位移传感器(6)，且径向加载电缸(4)的输出轴与径向加载装置(7)连接，在径向加载电缸(4)的输出轴与径向加载装置(7)之间安装径向力传感器(A)，所述径向加载装置(7)的加载头位于试验仓(2)内，并正对待测轴承外圈的圆周面；所述润滑油加热装置(5)的出油口通过保温油管(8)与试验仓(2)的进油口连接，试验仓(2)的出油口通过油管串联第一制冷器(9)后，与润滑油加热装置(5)的回油口连接；

在所述试验仓(2)左右方向的两侧分别设置电主轴(10)和轴向加载电缸(11)，电主轴(10)的输出轴通过联轴器与试验轴(3)连接，电主轴(10)自带冷却液通道，该冷却液通道的进出口分别通过水管与第二制冷器(12)连接，形成水循环回路；在所述轴向加载电缸(11)的输出轴上连接有轴向位移传感器(13)，且轴向加载电缸(11)的输出轴与轴向加载装置(14)连接，在轴向加载电缸(11)的输出轴与轴向加载装置(14)之间安装轴向力传感器(B)，所述轴向加载装置(14)的加载头位于试验仓(2)内，并正对待测轴承外圈的端面。

2.如权利要求1所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：所述径向位移传感器(6)安装在径向加载电缸(4)的缸体上，该径向位移传感器(6)的探针平行于径向加载电缸(4)的输出轴，且径向位移传感器(6)的探针与第一夹板(15)连接，第一夹板(15)抱紧在径向加载电缸(4)的输出轴上。

3.如权利要求1或2所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：所述轴向位移传感器(13)安装在轴向加载电缸(11)的缸体上，该轴向位移传感器(13)的探针平行于轴向加载电缸(11)的输出轴，且轴向位移传感器(13)的探针与第二夹板(16)连接，第二夹板(16)抱紧在轴向加载电缸(11)的输出轴上。

4.如权利要求1所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：在所述试验仓(2)上装有第一温度传感器(17)，该第一温度传感器(17)的探针伸入试验仓(2)内。

5.如权利要求1或4所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：在所述润滑油加热装置(5)上装有第二温度传感器(18)，该第二温度传感器(18)的探针伸入润滑油加热装置(5)的内腔中。

6.如权利要求5所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：在所述保温油管(8)上串联有流量计(19)。

7.如权利要求1或4或6所述的汽车变速器轴承静态强度及动态强度检测装置，其特征在于：在所述电主轴(10)的进气口上安装油雾润滑器(20)，该油雾润滑器(20)的进口与接头(21)的第一接口连接，接头(21)的第二接口与进气管(22)连接，接头(21)的第三接口与欠压保护器(23)连接。