CN117405330B - 一种轴承操控性验证试验台及轴承操控性验证试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种轴承操控性验证试验台，包括支撑机构，设置在支撑机构中的轴承，设置在轴承中的载荷机构以及力矩加载机构；载荷机构包括力臂以及加载套，其中力臂的一端通过配合工装与力矩加载机构连接，力臂的另一端与加载套连接；加载套的底部设有轴头，加载套的内底部设有多个位移传感器，位移传感器的底部与轴头的顶部接触。该轴承操控性验证试验台，通过支撑机构、载荷机构、轴承、配合工装以及力矩加载机构等细节部分。这些部分能够有效地模拟轮毂轴承在整车不同工况下的运转状态，从而可以准确评估轮毂轴承的操控性能。同时，通过多个第一直线轴承组件与缓冲组件的交错分布，可以进一步增加试验台的稳定性和可靠性。

Description

一种轴承操控性验证试验台及轴承操控性验证试验方法

技术领域

本发明涉及轴承试验技术领域，具体涉及一种轴承操控性验证试验台及轴承操控性验证试验方法。

背景技术

轮毂轴承是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。随着汽车技术的发展，人们除了对汽车的动力性、经济性、制动性有要求外、对汽车的操控性也有了更高的要求。汽车的操纵稳定性主要指汽车转向***的操纵性能和汽车转向时车身的稳定性，实际驾驶时，如果轴承的刚性较差，就会出现转向迟滞现象。方向盘转动角度到位，而轮胎转角反馈滞后。一般操控性好的悬架***在正常行驶时比较柔软舒适，而在转弯时又会变得很硬，给汽车提供良好的支撑，减少汽车的侧倾，因此汽车有更高的操控极限。而轮毂轴承作为承重和为轮毂的转动提供精确引导的零部件对此有至关重要的影响。

目前汽车轮毂轴承在投入使用之前需要进行各种模拟试验，进而来考察轮毂轴承单元的密封、寿命、刚度等性能试验。然而常规的刚度试验是对轴承施加一定正向力矩的情况下测试轴承的变形量。

上述性能试验方法虽然可以有效保证轴承的基本质量，但对轴承运转中的操控性能无法有效识别，进而导致在整车路试时或客户使用车辆时抱怨汽车操控性能差，因此亟需一种轮毂轴承操控性验证试验方法，能够模拟产品在整车上各种工况运转状态下，有效识别轴承操控性，避免异常产品流入市场，造成经济的损失和对公司声誉的影响。

发明内容

本发明提出一种轴承操控性验证试验台及轴承操控性验证试验方法，解决了上述背景技术提到的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种轴承操控性验证试验台，包括支撑机构，设置在支撑机构中的轴承，设置在轴承中的载荷机构以及力矩加载机构；

载荷机构包括力臂以及加载套，其中力臂的一端通过配合工装与力矩加载机构连接，力臂的另一端与加载套连接；加载套的底部设有轴头，加载套的内底部设有多个位移传感器，位移传感器的底部与轴头的顶部接触；

所述轴承套设在轴头外部，支撑机构套设在轴承外部对其限位固定；

所述加载套的侧部设置有法兰，法兰套设在力臂的另一端，加载套通过法兰与力臂固定；加载套的底部设置有多个第二固定螺丝，第二固定螺丝贯穿轴头并与加载套的底部螺纹固定；在轴承的测试过程中，通过拆卸和重新安装加载套，允许手动旋转轴头以调整力臂的加载点位置，以模拟汽车轴承在实际使用中的受力变化。

进一步，所述力矩加载机构包括承载组件，承载组件包括上承载板、下承载板以及至少一层中承载板，中承载板位于上、下承载板之间；

进一步，所述力矩加载机构中设有多组缓冲组件，缓冲组件包括贯穿多个承载板的支撑轴，以及套设在支撑轴外部且位于相邻承载板之间的弹簧；其中支撑轴的两端分别与上、下承载板固定连接，支撑轴的中间与中承载板滑动连接。

进一步，所述力矩加载机构中还设有多组第一直线轴承组件，第一直线轴承组件包括第一轴承杆，以及在第一轴承杆上滑动的第一直线轴承；第一轴承杆的两端分别与上下承载板固定连接，第一直线轴承固定在中承载板上，中承载板通过第一直线轴承在第一轴承杆外部滑动连接。

进一步，所述力矩加载机构还包括第二直线轴承组件，第二直线轴承组件包括贯穿下承载板且顶部与中承载板固定的第二轴承杆，以及固定在下承载板且与第二轴承杆滑动连接的第二直线轴承。

进一步，所述配合工装包括上工装和下工装，上下工装通过第一固定螺丝对齐固定；其中第二轴承杆的底端与上工装顶部固定，下工装呈框型设计，力臂的端部延伸至下工装的框内，下工装的内部上下各设有一承接力臂端部的钢球，下工装底部螺纹连接有对钢球锁死的固定螺栓。

进一步，所述支撑机构包括底座和转向节，其中底座上设置有多个支柱，转向节的各个支脚分别对应安装在支柱；支柱与转向节的各个支脚通过插销连接或者螺母螺纹固定。

进一步，所述转向节中设置有芯轴，芯轴的中间贯穿轴头，一端延伸至转向节底部，另一端延伸至加载套通过螺母螺纹固定。

轴承操控性验证试验方法，应用所述的轴承操控性验证试验台，包括以下步骤：

S1、组装刚性试验设备：将外套有转向节的轴承安装在载荷机构上，将力臂和加载套和轴头 依次连接后，通过配合工装与力矩加载机构连接，用于对轴承施加循环载荷；

S2、制定刚性试验荷载谱：收集车辆信息参数，并根据车辆信息参数制定试验载荷谱，用于模拟车辆行驶的不同工况；

S3、基于试验荷载谱进行试验：模拟汽车在频繁转弯转向过程中轴承受到力矩的情况，具体为：

a、加载套到力臂的距离是模拟车轮的半径长度，通过在将力臂端部的钢球位置处对应力矩加载机构并施加压力或拉力，模拟轮胎半径处受力，利用钢球的球面受力的万向性的特点实现力矩的精确传导；

b、在刚性设备程序中输入载荷谱；

c、启动试验，设备自动记录在循环力矩加载过程中轴承随着力矩的变化而产生位移变化的结果并形成曲线。

本申请提供的技术方案带来的有益效果：

1、该轴承操控性验证试验台，通过支撑机构、载荷机构、轴承、配合工装以及力矩加载机构等细节部分。这些部分能够有效地模拟轮毂轴承在整车不同工况下的运转状态，从而可以准确评估轮毂轴承的操控性能。同时，通过多个第一直线轴承组件与缓冲组件的交错分布，可以进一步增加试验台的稳定性和可靠性。

2、该轴承操控性验证试验方法，通过刚性试验台对轴承施加循环力矩，通过位移传感器得出轴承在整个循环力矩中的变形量，从而模拟汽车在频繁换向行驶过程中的操控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轴承操控性验证试验台示意图；

图2为本发明力矩加载缓冲组件及配合工装示意图；

图3为本发明载荷机构、配合工装及支撑机构示意图；

图4为本发明力矩加载缓冲组件结构示意图；

图5为本发明支撑机构结构示意图；

图6为本发明配合工装的结构示意图；

图7为本发明轴头在测试过程中改变受力位置的示意图；

图8为加载时间与加载力矩关系图；

图9为力矩加载过程产生的位移变化图。

图中：100载荷机构、110力臂、120加载套、121法兰、122第二固定螺丝、130轴头、140位移传感器；

200支撑机构、210底座、211支柱、220转向节、221凹槽、222芯轴；

300力矩加载机构、310承载组件、311上承载板、312中承载板、313下承载板、320缓冲组件、321支撑轴、322弹簧、330第一直线轴承组件、331第一轴承杆、332第一直线轴承、340第二直线轴承组件、341第二轴承杆、342第二直线轴承；

400轴承；

500配合工装、510上工装、520下工装、530第一固定螺丝、540固定螺栓、550钢球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1-7，一种轴承操控性验证试验台，包括支撑机构200，设置在支撑机构200中的轴承400，设置在轴承400中的载荷机构100以及力矩加载机构300；

支撑机构200作为对轴承400固定支撑的基础，而轴承400中的载荷机构100用于将轴承400限位在支撑机构200上，此外载荷机构100的一侧固定力矩加载机构300，力矩加载机构300的受力可以通过载荷机构100传递给支撑机构200的轴承400上，以此模拟轴承400的真实受力工况。

载荷机构100包括力臂110以及加载套120，其中力臂310的一端通过配合工装500与力矩加载机构300连接，力臂310的另一端与加载套120连接；加载套120的底部设有轴头130，加载套120的内底部设有多个位移传感器140，位移传感器140的底部与轴头130的顶部接触；所述轴承400套设在轴头130外部，支撑机构200套设在轴承400外部对其限位固定。

因为轴头130被轴承400套设，两者之间接触紧密，当力矩加载机构300受到外部加载力矩时，其通过配合工装500以及力臂310对加载套120传递力矩，而加载套120与轴头130固定，那么力矩也会传递到轴头130外部的轴承400上；通过在加载套120的内底部设有多个位移传感器140，且限定位移传感器140的底部与轴头130的顶部接触，那么轴承400受到力矩产生的位移量可以通过轴头130顶部的位移传感器140测量出来，以此达到轴承400模拟轴承400真实受力工况，检测轴承400的操控性能。

部分实施例中，所述力矩加载机构300包括承载组件310，承载组件310包括上承载板311、下承载板313以及至少一层中承载板312，中承载板312位于上、下承载板之间；

力矩加载机构300作为力矩传输的主要机构，通过设置上承载板311、下承载板313作为力矩加载机构300的基础平衡部件，而中承载板312是作为力矩加载机构300的力矩加载部件，其中，中承载板312可以是多个，中承载板312可以在上承载板311、下承载板313之间产生位移，从而形成力矩运动。

部分实施例中，为了保证力矩加载机构300中的中承载板312可以平稳的实现力矩传输，所述力矩加载机构300中设有多组缓冲组件320，缓冲组件320包括贯穿多个承载板的支撑轴321，以及套设在支撑轴321外部且位于相邻承载板之间的弹簧322；其中支撑轴321的两端分别与上、下承载板固定连接，支撑轴321的中间与中承载板312滑动连接。

因为上承载板311、下承载板313是平衡部件，主要运动部件是通过中承载板312产生力矩，则上承载板311、下承载板313需要保持不动，而中承载板312需要在上承载板311、下承载板313之间发生位移，而缓冲组件320中的支撑轴321的两端分别与上、下承载板固定连接，可限制上承载板311、下承载板313。进一步的，通过在相邻承载板之间设置弹簧322，介于上承载板311、下承载板313不会产生运动，则中承载板312的上下位移可以带动弹簧322拉伸以及压缩，形成压向力和拉向力，而中承载板312也可以利用弹簧322复位，在力矩不消失的情况下，中承载板312可以持续的发生位移并传递力矩。其中弹簧322可以为矩形螺旋弹簧，主要目的是矩形螺旋弹簧的矩形设计使其与承载板之间的接触更加紧密可靠，避免传统圆形弹簧与承载板之间接触少，导致受力不稳定。

为了提高对中承载板312上下位移的平衡以及稳定，部分实施例中，所述力矩加载机构300中还设有多组第一直线轴承组件330，第一直线轴承组件330包括第一轴承杆331，以及在第一轴承杆331上滑动的第一直线轴承332；第一轴承杆331的两端分别与上下承载板固定连接，第一直线轴承332固定在中承载板312上，中承载板312通过第一直线轴承332在第一轴承杆331外部滑动连接。

第一直线轴承组件330中的第一轴承杆331进一步的限定上承载板311、下承载板313限位，使两者始终保持在同一距离不变。而第一轴承杆331外部的第一直线轴承332固定在中承载板312中，且第一轴承杆331与第一直线轴承332滑动，则中承载板312通过第一直线轴承332在第一轴承杆331外部滑动连接，通过第一直线轴承332在第一轴承杆331滑行形成助力导向效果，进一步提升中承载板312运动的稳定性。

此外，第一直线轴承组件330与支撑轴321交错分布；交错分布的设计使中承载板312在不同的方向受到的力矩都是平衡的，不会产生偏移或者歪斜，进一步的提升了中承载板312传递力矩过程中平衡性。

由于力矩加载机构300的力矩传输是通过承载组件310的中承载板312上下位移实现，且承载组件310的上承载板311、下承载板313位置被限定不会发生位移，那么当承载组件310本身受到力矩是则不能实现中承载板312的位移，为了保证该力矩的传输，继而通过将承载组件310、第一直线轴承组件330以及缓冲组件320作为一个整体，具体的实施方案：所述力矩加载机构300还包括第二直线轴承组件340，第二直线轴承组件340包括贯穿下承载板313且顶部与中承载板312固定的第二轴承杆341，以及固定在下承载板313且与第二轴承杆341滑动连接的第二直线轴承342。

当承载组件310、第一直线轴承组件330以及缓冲组件320作为一个整体承载机构，那么该整体承载机构在受到力矩情况下，在第二直线轴承组件340上发生位移，由于第二轴承杆341位置不变，且第二轴承杆341顶部与中承载板312固定，下承载板313通过第二直线轴承342在第二轴承杆341上滑动，那么该整体承载机构向下运动过程中则会利用下承载板313沿着第二轴承杆341滑动，而中承载板312则会因为第二轴承杆341位置不变在第一轴承杆331上滑动，那么中承载板312与下承载板313的间距发生变化，形成轴向力矩，轴向力矩通过第二轴承杆341、配合工装500以及加载套120传递给轴承400，实现模拟轴承轴向力矩的受力工况。

其中第二直线轴承组件340对应承载组件310的中间；由于第一直线轴承组件330与支撑轴321在承载组件310上交错分布，为了避免承载组件310对第二直线轴承组件340传递力矩的均衡，将第二直线轴承组件340对应在承载组件310的中间，保留其力矩传输的稳定性。

部分实施例中，所述配合工装500包括上工装510和下工装520，上下工装通过第一固定螺丝530对齐固定；其中第二轴承杆341的底端与上工装510顶部固定，下工装520呈框型设计，力臂110的端部延伸至下工装520的框内，下工装520的内部上下各设有一承接力臂110端部的钢球550，下工装520底部螺纹连接有对钢球550锁死的固定螺栓540。

其中，为了模拟轴承受力的真实性，力臂110的对应下工装520一端的上下各设有一钢球550，下工装520以及力臂110间接连接，为了避免钢球550在力臂110上滑落，下工装520的内定部、固定螺栓540的顶部，以及力臂110的上下两侧分别开设有对应上下两个钢球550的球槽（图中未标记），钢球550通过适配在球槽中可以防止滑落。此外，为了增加力臂110与下工装520的紧固性，通过下工装520底部的固定螺栓540对钢球550预紧，进而力矩加载机构300利用钢球550的球面受力的万向性的特点实现力矩的精确传导。

其中在完成一次轴承400的测试后需旋转力矩加载机构300的位置，具体的：以轴头130为圆心，通过调整并拆卸第二固定螺丝122，使加载套120从轴头130上拆卸下来，手动旋转轴头130的方向，保证后续力臂110的安装对应调整到B点或C点位置（测试点位见图7），然后重新安装加载套120并紧固第二固定螺丝122，使轴头130、加载套120、力臂110重新固定连接，对改变点位力臂110顶部的力矩加载机构300施加拉力或者压力，改变加载点位置是考虑轴承400内部两列钢球分布与轴向加载方向相对位置关系是随机的，轴向加载方向与轴头安装方位之间的相对位置关系对刚性试验结果存在很大的影响，该方式充分模拟汽车在频繁换向行驶过程中的轴承400受力情况。

如图1所示，第二轴承杆341是垂直设置，而力臂110是横向设置，两者形成垂直角，第二轴承杆341以及力臂110通过配合工装500连接后，当第二轴承杆341产生轴向力矩过程中，力臂100的横向设置形成力矩则会通过加载套120对轴承400产生轴向力矩，故通过上述设置，力矩加载机构300通过配合工装500与载荷机构100的配合，可以对轴承400同时产生双向力矩的传输，充分模拟了轴承400在真实工况下的受力状态。

部分实施例中，所述加载套120的侧部设置有法兰121，法兰121套设在力臂110的另一端，加载套120通过法兰121与力臂110固定；加载套120的底部设置有多个第二固定螺丝122，第二固定螺丝122贯穿轴头130并与加载套120的底部螺纹固定。

加载套110通过法兰121以及第二固定螺丝122可以分别对力臂110以及轴头130形成稳固的连接关系，当那么当力矩加载机构300通过配合工装500传输力矩时，载荷机构100上的加载套110、力臂110以及轴头130不会因为连接松动而导致力矩传输不稳定。

部分实施例中，所述支撑机构200包括底座210和转向节220，其中底座210上设置有多个支柱211，转向节220的各个支脚分别对应安装在支柱211；支柱211与转向节220的各个支脚通过插销连接或者螺母螺纹固定。

支撑机构200设置的主要目的是为轴承400提供一个平衡的试验平台，而底座210通过多个支柱211可以分别对转向节220的各个支脚进行固定，以此保证转向节220内部的轴承400可以保持稳固。

部分实施例中，所述转向节220中具有凹槽221，其中轴承400的外部适配在凹槽221中。凹槽221的设置是为轴承400提供安全可靠的限位条件，利用凹槽221对轴承400包围，可以使轴承400在试验过程中不会发生偏移的情况。

部分实施例中，所述转向节220中设置有芯轴222，芯轴222的中间贯穿轴头130以及凹槽221，一端延伸至转向节220底部，另一端延伸至加载套120通过螺母螺纹固定。

芯轴222的设置主要是将转向节220、轴承400以及轴头130相互抱紧，为轴承400的测试达到安全可靠的效果。其中，该芯轴222为平头芯轴，其平头端是限位在转向节220底部的，其另一端通过螺母锁紧后，那么可以将转向节220、轴承400以及轴头130相互紧密接触，实现轴向预紧，避免发生松动的情况。

实施例

参照图8-9，轴承操控性验证试验方法，应用轴承操控性验证试验台，包括以下步骤：

S1、组装刚性试验设备：将外套有转向节220的轴承400安装在刚性试验台上，将力臂110和加载套120和轴头130依次连接后并安装力矩加载机构300，用于对轴承400施加循环轴向载荷；

S2、制定刚性试验荷载谱：收集车辆信息参数，并根据车辆信息参数制定试验载荷谱，用于模拟车辆行驶的不同工况；

S3、基于试验荷载谱进行试验：

将双列角接触球轴承压入转向节220后压入轴头130中，将芯轴222放入轴头130内用螺母锁紧；

将转向节220固定安装在底座210上，将加载套120与轴头130用螺栓固定连接，将力臂110通过法兰121安装在加载套130的侧面，将力臂131另一端通过第一固定螺丝540固定在配合工装110中，将位移传感器140放置在轴头130端面上，用来测试轴承400在受到循环力矩时产生的变形量；

所述力矩加载机构300中包含承载组件310、缓冲组件320、第一直线轴承组件330、第二直线轴承组件340组成，其中承载组件310包括上承载板311、中承载板312、下承载板313；缓冲组件320采用多层弹簧结构设计，其中两侧弹簧分别负责拉向和压向的力输出和缓冲功能；

所述的位移传感器140通过磁力表架固定（图中未示出），具体方式为先将位移传感器140通过螺丝锁紧在磁力表架上（原用于固定测试表的一端），然后将位移传感器140的测头对准轴头130的对称面上，最后将磁力表架通过磁体开关固定在底座210上。

一些实施例中，步骤S2中制定的试验荷载谱如下,依此模拟汽车在频繁转弯转向过程中轴承受到力矩的情况：

步骤No.	加载速率/N/s	采样频率/Hz	力矩/kN.m
				1	400	100	0至2
2	400	100	2至0
				3	400	100	0至-2
4	400	100	-2至0

加载时间与加载力矩关系见图6；

一些实施例中，步骤S3中“基于试验荷载谱进行试验”为：

a、力臂110的一端与下工装520处放置12-20mm的钢球550，通过固定螺栓2540预紧，力臂110另一端通过法兰121连接在载荷机构100的加载套120上，加载套120到力臂110的距离是模拟车轮的半径长度，通过在将钢球550位置处对应力矩加载机构300并施加压力或拉力，通过模拟轮胎半径处受力；利用钢球550的球面受力的万向性的特点实现力矩的精确传导，此外钢球550过大会增加与之配合的加载机构300的尺寸会增加成本，钢球550过小会导致承载不足无法有效地模拟轮胎半径处的受力；

b、在刚性设备程序中输入载荷谱；

c、启动试验，设备自动记录在循环力矩加载过程中轴承随着力矩的变化而产生位移变化的结果并形成曲线（曲线图见图9）。

d、按A方向测试完成后，改变力矩加载机构300在力臂110端部不同的轴向加载方向的相对位置再进行2次测试，共测试三次，具体方式为将轴头按120度夹角进行三等分（测试点位见图7），测试位置为A点（0度）、B点（120度）、C点（240度），改变加载点位置是考虑轴承400内部两列钢球550分布与轴向加载方向相对位置关系是随机的，轴向加载方向与轴头130安装方位之间的相对位置关系对刚性试验结果存在很大的影响，该方式充分模拟汽车在频繁换向行驶过程中的轴承受力情况。

1）每步载荷对应的刚度＞6000N.m/°；

2）任意载荷加载时的刚度值A1，返回时的刚度值A2， 记录A1和A2的差值（差值越小操控性越好）。

3）任意载荷点刚度值取三个加载位置A、B、C的均值。

该轴承操控性验证试验方法，通过刚性试验台对轴承施加循环力矩，通过位移传感器133得出轴承在整个循环力矩中的变形量，从而模拟汽车在频繁换向行驶过程中的操控性。

通过刚性试验台对轴承400施加循环力矩，并通过位移传感器140对轴承400在整个循环力矩中的变形量进行监测，从而模拟汽车在频繁换向行驶过程中的轴承受力情况，达到了验证轴承的可靠性和耐用性的目的。该技术方案的实现方式主要包括以下步骤：首先，组装刚性试验设备，将轴承400安装在支撑机构200的转向节220上，连接好载荷机构100并使用配合工装500连接力矩加载机构300对轴承400施加循环载荷；然后，制定试验荷载谱，用于模拟不同工况下的载荷情况；最后，基于试验荷载谱进行试验，记录轴承在受到循环力矩时产生的变形量，以此来评估轴承的可靠性和耐用性。通过该技术方案的实现，可以充分模拟汽车在实际行驶中的操控过程，客观地评估轴承400的可靠性和耐用性，提高轴承400的产品质量和可靠性，为汽车制造商提供更加可靠的轴承产品，从而提高整个汽车产业链的竞争力。

对比例1

按照实施例1步骤方法操作，其中步骤S2中制定的试验荷载谱如下：

步骤No.	加载速率/N/s	采样频率/Hz	力矩/kN.m
				1	600	100	0至2
2	600	100	2至0
				3	600	100	0至-2
4	600	100	-2至0

对比例2

按照实施例1步骤方法操作，其中步骤S2中制定的试验荷载谱如下：

步骤No.	加载速率/N/s	采样频率/Hz	力矩/kN.m
				1	200	100	0至2
2	200	100	2至0
				3	200	100	0至-2
4	200	100	-2至0

对比例3

按照实施例1步骤方法操作，其中步骤S2中制定的试验荷载谱如下：

步骤No.	加载速率/N/s	采样频率/Hz	力矩/kN.m
				1	400	50	0至2
2	400	50	2至0
				3	400	50	0至-2
4	6400	50	-2至0

对比例4

按照实施例1步骤方法操作，其中步骤S2中制定的试验荷载谱如下：

步骤No.	加载速率/N/s	采样频率/Hz	力矩/kN.m
				1	400	150	0至2
2	400	150	2至0
				3	400	150	0至-2
4	400	150	-2至0

综上所述，对比例1的不足之处是加载速率过大，导致试验时间有限，不能够检测到轮胎在长时间使用后的性能变化。这可能导致无法准确评估轴承的可靠性和耐用性，从而影响产品质量。对比例2的不足之处是加载速率过小，导致试验时间过长，不能够集中检测到轮胎在长时间使用后的性能变化。这可能增加试验成本和周期，降低效率，并且无法满足实际生产需求。对比例3的不足之处是采样频率过小，进行数据分析是无法准确找到载荷测试点的变形情况，从而无法准确评估轴承在实际工况下的表现。对比例4的不足之处是采样频率过高，会导致数据采集量过大，增加了数据处理和分析的复杂性。同时，过高的采样频率可能导致数据的冗余和重复，对于轮毂轴承的操控性能评估而言，并不需要如此高的采样频率。此外，高采样频率也会增加试验的时间和成本，对于实际生产而言可能不太实用。因此，对比例4需要进行适当调整，选择合理的采样频率，以平衡试验效果和资源利用的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴承操控性验证试验台，包括支撑机构（200），设置在支撑机构（200）中的轴承（400），设置在轴承（400）中的载荷机构（100）以及力矩加载机构（300）；其特征在于：

载荷机构（100）包括力臂（110）以及加载套（120），其中力臂（310）的一端通过配合工装（500）与力矩加载机构（300）连接，力臂（310）的另一端与加载套（120）连接；加载套（120）的底部设有轴头（130），加载套（120）的内底部设有多个位移传感器（140），位移传感器（140）的底部与轴头（130）的顶部接触；

所述轴承（400）套设在轴头（130）外部，支撑机构（200）套设在轴承（400）外部对其限位固定；

所述加载套（120）的侧部设置有法兰（121），法兰（121）套设在力臂（110）的另一端，加载套（120）通过法兰（121）与力臂（110）固定；加载套（120）的底部设置有多个第二固定螺丝（122），第二固定螺丝（122）贯穿轴头（130）并与加载套（120）的底部螺纹固定；在轴承（400）的测试过程中，通过拆卸和重新安装加载套（120），允许手动旋转轴头（130）以调整力臂（110）的加载点位置，以模拟汽车轴承在实际使用中的受力变化。

2.如权利要求1所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述力矩加载机构（300）包括承载组件（310），承载组件（310）包括上承载板（311）、下承载板（313）以及至少一层中承载板（312），中承载板（312）位于上、下承载板之间。

3.如权利要求2所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述力矩加载机构（300）中设有多组缓冲组件（320），缓冲组件（320）包括贯穿多个承载板的支撑轴（321），以及套设在支撑轴（321）外部且位于相邻承载板之间的弹簧（322）；其中支撑轴（321）的两端分别与上、下承载板固定连接，支撑轴（321）的中间与中承载板（312）滑动连接。

4.如权利要求2所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述力矩加载机构（300）中还设有多组第一直线轴承组件（330），第一直线轴承组件（330）包括第一轴承杆（331），以及在第一轴承杆（331）上滑动的第一直线轴承（332）；第一轴承杆（331）的两端分别与上下承载板固定连接，第一直线轴承（332）固定在中承载板（312）上，中承载板（312）通过第一直线轴承（332）在第一轴承杆（331）外部滑动连接。

5.如权利要求2所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述力矩加载机构（300）还包括第二直线轴承组件（340），第二直线轴承组件（340）包括贯穿下承载板（313）且顶部与中承载板（312）固定的第二轴承杆（341），以及固定在下承载板（313）且与第二轴承杆（341）滑动连接的第二直线轴承（342）。

6.如权利要求5所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述配合工装（500）包括上工装（510）和下工装（520），上下工装通过第一固定螺丝（530）对齐固定；其中第二轴承杆（341）的底端与上工装（510）顶部固定，下工装（520）呈框型设计，力臂（110）的端部延伸至下工装（520）的框内，下工装（520）的内部上下各设有一承接力臂（110）端部的钢球（550），下工装（520）底部螺纹连接有对钢球（550）锁死的固定螺栓（540）。

7.如权利要求1所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述支撑机构（200）包括底座（210）和转向节（220），其中底座（210）上设置有多个支柱（211），转向节（220）的各个支脚分别对应安装在支柱（211）；支柱（211）与转向节（220）的各个支脚通过插销连接或者螺母螺纹固定。

8.如权利要求7所述的轴承操控性验证试验台，其特征在于，所述转向节（220）中设置有芯轴（222），芯轴（222）的中间贯穿轴头（130），一端延伸至转向节（220）底部，另一端延伸至加载套（120）通过螺母螺纹固定。

9.轴承操控性验证试验方法，其特征在于，应用如权利要求书1-8任一项所述的轴承操控性验证试验台，包括以下步骤：

S1、组装刚性试验设备：将外套有转向节（220）的轴承（400）安装在载荷机构（100）上，将力臂（110）和加载套（120）和轴头 （130）依次连接后，通过配合工装（500）与力矩加载机构（300）连接，用于对轴承（400）施加循环载荷；

S2、制定刚性试验荷载谱：收集车辆信息参数，并根据车辆信息参数制定试验载荷谱，用于模拟车辆行驶的不同工况；

S3、基于试验荷载谱进行试验：模拟汽车在频繁转弯转向过程中轴承受到力矩的情况，具体为：

a、加载套（120）到力臂（110）的距离是模拟车轮的半径长度，通过在将力臂（110）端部的钢球（550）位置处对应力矩加载机构（300）并施加压力或拉力，模拟轮胎半径处受力，利用钢球（550）的球面受力的万向性的特点实现力矩的精确传导；

b、在刚性设备程序中输入载荷谱；

c、启动试验，设备自动记录在循环力矩加载过程中轴承随着力矩的变化而产生位移变化的结果并形成曲线。