本發(fā)明涉及軸承測試，尤其是涉及一種汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、目前，汽車輪轂軸承的摩擦力矩大小對整車節(jié)能性能的影響一直深受軸承行業(yè)從業(yè)者的關(guān)注，特別是隨著新能源電動(dòng)汽車的蓬勃發(fā)展，汽車輪轂軸承的摩擦力矩對車輛續(xù)航里程有著較大的影響；

2、現(xiàn)有輪轂軸承摩擦力矩測試技術(shù)為：驅(qū)動(dòng)電機(jī)依次通過聯(lián)軸器、扭矩傳感器、液壓/氣壓軸承懸浮系統(tǒng)帶動(dòng)試驗(yàn)軸承內(nèi)圈一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)為試驗(yàn)軸承外圈施加軸向載荷和徑向載荷；在上述試驗(yàn)配置的情況下由于液壓/氣壓軸承懸浮系統(tǒng)芯軸和待測軸承一同旋轉(zhuǎn)，測出的摩擦力矩為待測軸承的摩擦力矩和液壓/氣壓軸承懸浮系統(tǒng)的摩擦力矩之和，目前一般認(rèn)為液壓/氣壓軸承懸浮系統(tǒng)摩擦力矩非常小，產(chǎn)生的附加力矩直接忽略，扭矩傳感器測出的摩擦力矩就認(rèn)為是待測軸承的摩擦力矩；

3、但上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下無法避免的缺點(diǎn)：

4、1、當(dāng)使用液壓軸承懸浮系統(tǒng)傳遞轉(zhuǎn)速及載荷時(shí)，固然液浮軸承的摩擦系數(shù)很小，但確實(shí)存在，并隨著轉(zhuǎn)速、載荷、油液溫度等條件的改變而呈現(xiàn)非線性的數(shù)值變化，并且液壓軸承懸浮系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)及負(fù)載時(shí)是無法單獨(dú)測出其摩擦力矩的，所以現(xiàn)有的技術(shù)測出的輪轂軸承摩擦力矩?cái)?shù)值不準(zhǔn)確的主要原因是無法剔除液壓軸承懸浮系統(tǒng)自身非恒定的附加力矩；

5、2、當(dāng)使用氣壓軸承懸浮系統(tǒng)傳遞轉(zhuǎn)速及載荷時(shí)，氣浮軸承的摩擦系數(shù)會(huì)比液浮軸承的小很多，理論上數(shù)值也相對會(huì)準(zhǔn)確一些，但由于氣壓的承載力相對比較弱，做較大載荷試驗(yàn)時(shí)會(huì)造成氣浮軸承卡死，并不完全適合于大多數(shù)的輪轂軸承摩擦力矩試驗(yàn)。

6、因此提出一種更準(zhǔn)確的、能夠真實(shí)測量出輪轂軸承摩擦力矩?cái)?shù)值的試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的基本訴求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，包括試驗(yàn)機(jī)床身及從左至右依次連接在試驗(yàn)機(jī)床身上部的驅(qū)動(dòng)組件、機(jī)械軸懸掛組件、試驗(yàn)軸承工裝組件、摩擦力矩測量組件和軸向加載組件；在機(jī)械軸懸掛組件外部設(shè)有加載連接體組件，軸向加載組件、設(shè)置在試驗(yàn)機(jī)床身下部的徑向加載組件均與加載連接體組件連接；

4、摩擦力矩測量組件包括安裝底板b、液壓軸承懸浮系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、電磁離合器，在安裝底板b的上面左右間隔固定有液壓軸承懸浮系統(tǒng)和離合器安裝座，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器通過傳感器安裝座固定在離合器安裝座的左側(cè)面板上，液壓軸承懸浮系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器之間依次通過扭矩限制器和聯(lián)軸器固定連接，在動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的右側(cè)設(shè)有通過聯(lián)軸器固定連接的電磁離合器，電磁離合器固定在離合器安裝座的豎向立板上；

5、機(jī)械軸懸掛組件芯軸的右端通過試驗(yàn)軸承工裝組件的軸承內(nèi)圈連接工裝帶動(dòng)試驗(yàn)輪轂軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，試驗(yàn)輪轂軸承的外圈通過軸承外圈連接工裝與液壓軸承懸浮系統(tǒng)固定連接。

6、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，在試驗(yàn)輪轂軸承的外部設(shè)有高低溫環(huán)境試驗(yàn)倉。

7、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和安裝底板a，在安裝底板a的上面間隔固定有兩條平行布置的導(dǎo)向條，在導(dǎo)向條上滑動(dòng)連接有電機(jī)安裝座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在電機(jī)安裝座的上面，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有與機(jī)械軸懸掛組件芯軸左端鉸接的十字萬向節(jié)伸縮聯(lián)軸器。

8、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，加載連接體組件包括吊裝臂、固定塊、軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂和安裝塊a，在吊裝臂的上面兩邊均固定有吊裝塊組件，吊裝臂通過中部圓孔連接在機(jī)械軸懸掛組件的外部，吊裝臂的兩端對稱安裝有“l(fā)”形軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂，在任一軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂的外面上均設(shè)有十字交叉的徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂，在徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂的右側(cè)均設(shè)有通過徑向連接件鉸接連接的軸向連接件，軸向連接件的端部設(shè)有與軸向加載組件固定的脹緊套b，在徑向連接件上連接有徑向加載組件；

9、在徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂的外面上均設(shè)有安裝塊a，安裝塊a內(nèi)面延伸的凸塊穿過徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂的橫向?qū)虿酆?，與設(shè)置在軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂的豎向?qū)虿凵系墓潭▔K固定連接；

10、安裝塊a上豎向穿設(shè)有滾珠絲杠a，滾珠絲杠a上端的調(diào)節(jié)手輪a固定在軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂上端面上的固定板上，滾珠絲杠a的下端底座固定在軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂的底板上，滾珠絲杠a通過調(diào)節(jié)手輪a帶動(dòng)徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂沿軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂上的導(dǎo)向槽上下調(diào)節(jié)；

11、在安裝塊a的外面上固定有安裝塊b，固定在徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂上橫向的滾珠絲杠b與安裝塊b內(nèi)孔中固定的滾珠螺母相配合，滾珠絲杠b端部的調(diào)節(jié)手輪b帶動(dòng)徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂在水平方向上調(diào)節(jié)位置。

12、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，徑向加載組件包括安裝底板d、移動(dòng)座、加載臂a和安裝座b，安裝底板d與安裝座b分別通過螺栓平行間隔的固定在試驗(yàn)機(jī)床身下部底板上，移動(dòng)座滑動(dòng)設(shè)置在安裝底板d上的導(dǎo)向槽內(nèi)，在移動(dòng)座的上部設(shè)有通過鉸鏈座a鉸接連接的加載座，加載臂a位于移動(dòng)座上面一側(cè)的臺階面上，且通過螺栓固定在加載座的下面，加載臂a的兩端均設(shè)有通過關(guān)節(jié)軸承a依次連接的連接座a、輪輻式稱重傳感器a和加載柱a，加載柱a穿設(shè)在徑向連接件的內(nèi)孔中，在徑向連接件的內(nèi)孔和加載柱a之間設(shè)有脹緊套a；加載座的左側(cè)板通過鉸鏈座b與徑向加載電動(dòng)缸的缸體連接，徑向加載電動(dòng)缸中的輸出端通過關(guān)節(jié)軸承c連接在移動(dòng)座的左側(cè)面上；在安裝座b上固定有蝸輪蝸桿減速機(jī)c，蝸輪蝸桿減速機(jī)c的螺桿端與移動(dòng)座的右側(cè)面固定連接。

13、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，軸向加載組件包括安裝底板e(cuò)、加載臂b，安裝底板e(cuò)豎向安裝在試驗(yàn)床身右端面上，在安裝底板e(cuò)的外面平行間隔設(shè)有移動(dòng)底板和電缸固定板，移動(dòng)底板內(nèi)面上的凸塊滑動(dòng)設(shè)置在安裝底板e(cuò)上的豎向?qū)虿蹆?nèi)，在移動(dòng)底板和電缸固定板之間設(shè)有四根呈方形布置的導(dǎo)向軸b，在導(dǎo)向軸b上均設(shè)有直線軸承b，加載臂b固定在四個(gè)直線軸承b之間，在電缸固定板的外端面上設(shè)有軸向加載伺服電動(dòng)缸，軸向加載伺服電動(dòng)缸上的輸出端通過關(guān)節(jié)軸承d連接在加載臂b上，位于加載臂b的兩端均設(shè)有通過關(guān)節(jié)軸承b連接的連接座b，在連接座b上依次連接有輪輻式稱重傳感器b和加載柱b，加載柱b分別與軸向連接件通過脹緊套b固定連接；在移動(dòng)底板和電缸固定板之間的上面固定有安裝板a，安裝板a的上面設(shè)有帶動(dòng)移動(dòng)底板上下移動(dòng)的升降組件。

14、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，所述的升降組件包括連接座c、蝸輪蝸桿減速機(jī)d和調(diào)節(jié)手輪d，蝸輪蝸桿減速機(jī)d的螺桿通過銷釘固定在連接座c的“u”形槽內(nèi)，蝸輪蝸桿減速機(jī)d的機(jī)座固定在安裝底板e(cuò)的上部，調(diào)節(jié)手輪d的手搖端連接在安裝底板e(cuò)一端面上的安裝板b上，調(diào)節(jié)手輪d的桿體端與蝸輪蝸桿減速機(jī)d連接并構(gòu)成聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

15、所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)，還包括設(shè)置在試驗(yàn)床身上的吊裝稱重組件，吊裝稱重組件包括安裝底板c、機(jī)座、加載臂c和氣動(dòng)卡鉗，安裝底板c固定在試驗(yàn)床身上部，機(jī)座通過下部的滑條滑動(dòng)設(shè)置在安裝底板c上面的滑槽上，機(jī)座的左側(cè)設(shè)有用于調(diào)節(jié)機(jī)座滑動(dòng)的蝸輪蝸桿減速機(jī)b，機(jī)械軸懸掛組件位于機(jī)座的內(nèi)腔中，在機(jī)座的上頂板上滑動(dòng)設(shè)有安裝座a，安裝座a通過機(jī)座側(cè)面上固定的蝸輪蝸桿減速機(jī)a調(diào)節(jié)位置，在機(jī)座上頂板的左側(cè)固定有立板，安裝座a的上面中部固定有稱重伺服電動(dòng)缸，稱重伺服電動(dòng)缸的輸出端穿過立板上的通孔依次通過連接塊、輪輻式稱重傳感器c連接加載臂c，氣動(dòng)卡鉗設(shè)置有兩個(gè)，分別固定在立板右側(cè)面的兩邊，在立板的左側(cè)面上對應(yīng)氣動(dòng)卡鉗處均固定有直線軸承a，在安裝座a右側(cè)板的兩側(cè)均固定有與直線軸承a相對應(yīng)的直線軸承c，?氣動(dòng)卡鉗內(nèi)穿設(shè)的導(dǎo)向軸a的左端均穿過直線軸承a后與加載臂c固定連接，導(dǎo)向軸a的右端均穿設(shè)在直線軸承c內(nèi)；

16、在安裝座a的兩邊均固定有滑輪座，滑輪座上均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有滑輪，繞設(shè)在滑輪上的鋼絲繩的一端均與加載臂c固定連接，另一端位于滑輪的下部，且與吊裝臂上面兩邊的吊裝塊組件固定連接。

17、汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)方法，具體包括以下步驟：

18、（1）、連接試驗(yàn)軸承工裝組件：將試驗(yàn)輪轂軸承的內(nèi)圈通過軸承內(nèi)圈連接工裝與機(jī)械軸懸掛組件芯軸的右端固定連接，試驗(yàn)輪轂軸承的外圈通過軸承外圈連接工裝與液壓軸承懸浮系統(tǒng)的左端芯軸固定連接，完成整個(gè)試驗(yàn)軸承工裝組件的安裝；

19、（2）、吊裝稱重組件的動(dòng)作：稱重伺服電動(dòng)缸推動(dòng)加載臂c，帶動(dòng)兩側(cè)的鋼絲繩拉動(dòng)整個(gè)加載連接體組件上提，通過安裝的輪輻式稱重傳感器c對機(jī)械軸懸掛組件稱重后，氣動(dòng)卡鉗鎖緊導(dǎo)向軸a；

20、（3）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)機(jī)械軸懸掛組件的芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械軸懸掛組件的芯軸帶動(dòng)試驗(yàn)輪轂軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，液壓軸承懸浮系統(tǒng)的芯軸不旋轉(zhuǎn)，與液壓軸承懸浮系統(tǒng)連接的試驗(yàn)輪轂軸承外圈也不旋轉(zhuǎn)，試驗(yàn)輪轂軸承內(nèi)圈與外圈相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力矩通過液壓軸承懸浮系統(tǒng)傳遞到動(dòng)態(tài)扭矩傳感器進(jìn)行測量；

21、（4）、加載徑向力：對試驗(yàn)輪轂軸承加載徑向力時(shí)，徑向加載電動(dòng)缸對移動(dòng)座的左端面加載拉力或推力，移動(dòng)座上部鉸接的加載座的右端帶動(dòng)加載臂a向上抬起，將軸向力轉(zhuǎn)換為徑向力并傳遞給加載臂a兩側(cè)的加載柱a上，加載柱a通過加載連接體組件的徑向連接件依次傳遞至徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂、軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂和吊裝臂上，吊裝臂帶動(dòng)機(jī)械軸懸掛組件再將徑向力傳遞到試驗(yàn)輪轂軸承上，并通過輪輻式稱重傳感器a檢測及反饋；

22、（5）、加載軸向力：軸向加載伺服電動(dòng)缸對加載臂b加載軸向力，通過加載臂b將軸向力傳遞到兩側(cè)的加載柱b上,加載柱b通過加載連接體組件的軸向連接件依次傳遞至徑向加載偏置距離調(diào)節(jié)臂、軸向加載半徑調(diào)節(jié)臂和吊裝臂上，吊裝臂帶動(dòng)機(jī)械軸懸掛組件再將軸向力傳遞到試驗(yàn)輪轂軸承上，并經(jīng)過輪輻式稱重傳感器b檢測及反饋。

23、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

24、1、本發(fā)明所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)機(jī)械軸懸掛組件的芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械軸懸掛組件的芯軸通過軸承內(nèi)圈連接工裝帶動(dòng)試驗(yàn)輪轂軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，試驗(yàn)輪轂軸承的內(nèi)圈與外圈相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力矩通過液壓軸承懸浮系統(tǒng)傳遞到動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，所述的液壓軸承懸浮系統(tǒng)不旋轉(zhuǎn)，測量時(shí)沒有附加力矩的產(chǎn)生，僅通過液壓軸承懸浮系統(tǒng)芯軸傳遞試驗(yàn)輪轂軸承的摩擦力矩，克服了現(xiàn)有技術(shù)中液壓/氣壓軸承附加扭矩?zé)o法剔除的缺點(diǎn)，使扭矩測量更為準(zhǔn)確。

25、2、本發(fā)明所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法，通過在機(jī)械軸懸掛組件上設(shè)置加載連接體組件，徑向加載組件和軸向加載組件均與加載連接體組件連接，吊裝稱重組件布置于機(jī)械軸懸掛組件的正上方，將機(jī)械軸懸掛組件吊起并稱重，通過對其吊裝避免因自重對徑向載荷的影響，使載荷加載更加精準(zhǔn)。

26、3、本發(fā)明所述的汽車輪轂軸承負(fù)載摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)及其試驗(yàn)方法，液壓軸承懸浮系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器之間增加扭矩限制器，當(dāng)試驗(yàn)過程中試驗(yàn)輪轂軸承如出現(xiàn)意外卡死造成傳遞的摩擦力矩超限時(shí)，扭矩限制器會(huì)自動(dòng)脫開，避免傳遞的摩擦力矩超量程損壞動(dòng)態(tài)扭矩傳感器；

27、4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，實(shí)現(xiàn)真正準(zhǔn)確地測量汽車輪轂軸承單元模擬工況下輪轂軸承摩擦力矩的特性，同時(shí)增加高低溫環(huán)境試驗(yàn)倉，可以實(shí)現(xiàn)輪轂軸承常溫/恒溫/高低溫情況下空載/負(fù)載摩擦力矩的準(zhǔn)確測量。