CN107560856B - 汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机及其模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机及其模拟方法。急需一种专门针对张紧轮轴承的寿命模拟试验机。本发明的驱动电机驱动主动橡胶轮，调节电机通过丝杆轴驱动丝杆螺母和丝杆螺母座；两个测试轴承距离调节机构上均设置测试轴承固定装置；测试轴承轴与测试轴承固定支架锁紧，且测试轴承轴一端设有振动传感器，测试轴承轴与试轴承固定支架之间设有测力方向与丝杆轴平行的压力传感器；两个测试轴承固定装置的测试轴承固定支架与对应测试轴承距离调节机构的丝杆螺母座分别固定。本发明可对两个测试轴承同时进行测试，且其中一个测试轴承损坏后能保证第二个轴承所受径向力不变，适用于各类张紧轮轴承寿命模拟试验。

Description

汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机及其模拟方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，涉及轴承检测装置，具体涉及一种汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机及其模拟方法。

背景技术

张紧轮轴承的优秀性能是保证张紧轮正常工作必要的条件，而张紧轮正常工作是确保汽车发动机平稳运行的基本需要，因此张紧轮轴承的寿命性能是非常重要的一个部分。张紧轮轴承的工作环境十分恶劣，对于防水、防尘、震动、寿命等都有非常严格的要求，各个厂家所生产出的轴承都要通过轴承寿命模拟试验机的考核后，才能投入使用。设计出一个高效的试验机有利于准确地测试出张紧轮轴承的寿命性能，为各个生产商的轴承寿命提供了数据支持，也为对于张紧轮轴承性能的优化提供了帮助。

目前，我国的汽车发动机张紧轮轴承主要是以6202-6205轴承为主的张紧轮轴承，与普通的滚轮轴承相比，最大区别在于其外圈加了一个铁架或橡胶套。国外很早就开始了对张紧轮轴承的寿命模拟试验研究，如SKF，FAG，NSK等许多知名的企业早就开发了较为成熟的寿命模拟试验机。但是由于价格较高，并且大部分企业封锁了研究技术，无法满足国内的大量需求。在国内，从开始苏联引进的FKB轴承试验机到我国自主研发的ABLT系列疲劳寿命强化试验机，普通轴承的寿命试验机技术已经较为成熟，但是专门针对张紧轮轴承的寿命试验机结构设计比较少，并且不够完善。另一方面，汽车发动机在运行的过程中，由于经常变速会导致张紧轮轴承总会受到一个径向的变力，而且汽车在行驶过程中，张紧轮轴承的工作环境与普通的轴承大不相同。因此普通的轴承寿命试验机是无法直接测试张紧轮轴承的，市场上急需一种可以专门针对张紧轮轴承，模拟汽车行驶时工作环境的测试寿命的模拟试验机。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种汽车张紧轮轴承寿命模拟试验机及其模拟方法，能够适用于各种汽车的张紧轮轴承，并且能较好的模拟张紧轮轴承在工作情况下较为复杂的受载情况。

本发明汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，包括驱动机构、测试轴承距离调节机构和测试轴承固定装置。所述的驱动机构包括驱动电机、主动轴联轴器、主动轴和主动橡胶轮；驱动电机的输出轴与主动轴通过主动轴联轴器连接，主动轴通过轴承支承在主动轴支座上；主动橡胶轮与主动轴固定；所述的测试轴承距离调节机构包括调节电机、丝杆轴联轴器、丝杆副支撑座、丝杆轴、直线导轨、丝杆螺母和丝杆螺母座；调节电机的输出轴与丝杆轴通过丝杆轴联轴器连接，丝杆轴通过轴承支承在丝杆副支撑座上；丝杆轴与丝杆螺母构成螺旋副，丝杆螺母与丝杆螺母座固定，直线导轨与丝杆螺母座构成滑动副；测试轴承距离调节机构有两个，每个测试轴承距离调节机构上均设置测试轴承固定装置，两个测试轴承固定装置关于主动轴轴线对称设置；所述的测试轴承固定装置包括测试轴承固定支架、测试轴承轴、振动传感器、锁紧螺母和锁紧垫圈；测试轴承轴两端均通过锁紧螺母和锁紧垫圈与测试轴承固定支架锁紧，且测试轴承轴一端设有振动传感器，测试轴承轴与测试轴承固定支架之间设有测力方向与丝杆轴平行的压力传感器；两个测试轴承固定装置的测试轴承固定支架与对应测试轴承距离调节机构的丝杆螺母座分别固定。

所述的振动传感器采用YD-1型加速度传感器。

所述的驱动电机通过驱动电机座固定在底座上，调节电机通过调节电机座固定在底座上，丝杆副支撑座固定在底座上。

所述的测试轴承轴上设有轴向定位用的两个套筒。

测试轴承固定支架开设的用于支承测试轴承轴的支承孔孔径、测试轴承轴轴径、套筒内径、锁紧螺母螺纹大径和锁紧垫圈内径均有相匹配的多种规格。

该汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机的模拟方法如下：

步骤1、根据测试轴承选择配套的测试轴承固定支架、测试轴承轴、套筒、锁紧螺母和锁紧垫圈，测试轴承轴穿过测试轴承固定支架、测试轴承和套筒，并用锁紧螺母和锁紧垫圈锁紧测试轴承轴和测试轴承固定支架；再将测试轴承固定支架固定在丝杆螺母座上。

步骤2、由工业计算机控制调节电机，使调节电机带动丝杆轴转动从而将测试轴承压紧主动橡胶轮，产生一个径向力。

步骤3、驱动电机启动带动主动橡胶轮转动从而带动测试轴承转动，寿命模拟试验测试开始。

步骤4、通过振动传感器检测轴承振动传出数据，由工业计算机监测轴承寿命模拟过程中两侧的测试轴承的振动幅度。

步骤5、当某一侧测试轴承振动幅度增大为预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应侧调节电机使该侧测试轴承与主动橡胶轮分离，结束该侧的轴承测试，记录数据。通过工业计算机控制另一侧调节电机使测试轴承所受径向力与两个测试轴承压紧主动橡胶轮时一致。

步骤6、当未完成测试的测试轴承振动幅度增大到预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应的调节电机使该测试轴承与主动橡胶轮分离，记录数据；驱动电机停转。

本发明的有益效果：

本发明针对汽车发动机张紧轮轴承的实际工况，通过调节径向加载机构的X轴距离实现了对测试轴承模拟加载径向的变化力；本发明可对两个测试轴承同时进行测试，且其中一个测试轴承损坏后能保证第二个轴承所受径向力不变；本发明适用于各类张紧轮轴承寿命模拟试验。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明的测试轴承固定装置立体图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

如图1和2所示，汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，包括驱动机构、测试轴承距离调节机构和测试轴承固定装置。

驱动机构包括驱动电机12、主动轴联轴器14、主动轴15和主动橡胶轮17；驱动电机12通过驱动电机座13固定在底座1上，驱动电机12的输出轴与主动轴15通过主动轴联轴器14连接，主动轴15通过轴承支承在主动轴支座16上；主动橡胶轮17与主动轴固定；测试轴承距离调节机构包括调节电机2、丝杆轴联轴器4、丝杆副支撑座5、丝杆轴6、直线导轨7、丝杆螺母8和丝杆螺母座9；调节电机2通过调节电机座3固定在底座1上，调节电机2的输出轴与丝杆轴6通过丝杆轴联轴器4连接，丝杆轴6通过轴承支承在丝杆副支撑座5上；丝杆副支撑座5固定在底座1上；丝杆轴6与丝杆螺母8构成螺旋副，丝杆螺母8与丝杆螺母座9固定，直线导轨7与丝杆螺母座9构成滑动副；直线导轨7固定在底座1上；测试轴承距离调节机构有两个，每个测试轴承距离调节机构上均设置测试轴承固定装置，两个测试轴承固定装置关于主动轴15轴线对称设置；测试轴承固定装置包括测试轴承固定支架10、测试轴承轴11、振动传感器19、套筒20、锁紧螺母21和锁紧垫圈22；振动传感器19采用YD-1型加速度传感器；测试轴承18套置在测试轴承轴11上，测试轴承18两端面均通过套筒20轴向定位；测试轴承轴11两端均通过锁紧螺母21和锁紧垫圈22与测试轴承固定支架锁紧，且测试轴承轴11一端设有振动传感器19，测试轴承轴与测试轴承固定支架之间设有测力方向与丝杆轴平行的压力传感器；两个测试轴承固定装置的测试轴承固定支架10与对应测试轴承距离调节机构的丝杆螺母座9分别固定。测试轴承固定支架10开设的用于支承测试轴承轴11的支承孔孔径、测试轴承轴11轴径、套筒20内径、锁紧螺母21螺纹大径和锁紧垫圈22内径均有相匹配的多种规格。

该汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机的工作原理：

实验开始前根据测试轴承尺寸选择配套的测试轴承固定支架10与测试轴承轴11、套筒20、锁紧螺母21和锁紧垫圈22，将其组装，然后将测试轴承支架固定在丝杆螺母座9上，完成实验前准备。

实验开始后，通过工业计算机控制两个调节电机2使测试轴承18贴近主动橡胶轮17，产生一个径向力。再由驱动电机12带动主动橡胶轮17转动从而带动测试轴承18转动。振动传感器19检测轴承寿命模拟过程中轴承的振动幅度，并将信号传给工业计算机，当振动幅度大于正常值的1.2倍时，通过测试轴承距离调节机构调节测试轴承离开主动橡胶轮结束测试，记录数据。最后试验机恢复到初始状态，停止试验机运行。

该汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机的模拟方法如下：

步骤1、根据测试轴承18选择配套的测试轴承固定支架10、测试轴承轴11、套筒20、锁紧螺母21和锁紧垫圈22，测试轴承轴11穿过测试轴承固定支架10、测试轴承和套筒，并用锁紧螺母和锁紧垫圈锁紧测试轴承轴和测试轴承固定支架；再将测试轴承固定支架10固定在丝杆螺母座上。

步骤2、由工业计算机控制调节电机2，使调节电机2带动丝杆轴6转动从而将测试轴承18压紧主动橡胶轮17，产生一个径向力。

步骤3、驱动电机12启动带动主动橡胶轮17转动从而带动测试轴承18转动，寿命模拟试验测试开始。

步骤4、通过振动传感器19检测轴承振动传出数据，由工业计算机监测轴承寿命模拟过程中两侧的测试轴承的振动幅度。

步骤5、当某一侧测试轴承振动幅度增大为预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应侧调节电机2使该侧测试轴承18与主动橡胶轮17分离，结束该侧的轴承测试，记录数据(主要是失效时总的运转时间，即寿命)。另一侧为了不影响测试，通过工业计算机控制调节电机2调节使测试轴承18所受径向力与两个测试轴承18压紧主动橡胶轮17时一致。

步骤6、当未完成测试的测试轴承18振动幅度增大到预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应的调节电机2使该测试轴承18与主动橡胶轮17分离，记录数据；驱动电机停转。

Claims (6)

1.汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，包括驱动机构、测试轴承距离调节机构和测试轴承固定装置，其特征在于：所述的驱动机构包括驱动电机、主动轴联轴器、主动轴和主动橡胶轮；驱动电机的输出轴与主动轴通过主动轴联轴器连接，主动轴通过轴承支承在主动轴支座上；主动橡胶轮与主动轴固定；所述的测试轴承距离调节机构包括调节电机、丝杆轴联轴器、丝杆副支撑座、丝杆轴、直线导轨、丝杆螺母和丝杆螺母座；调节电机的输出轴与丝杆轴通过丝杆轴联轴器连接，丝杆轴通过轴承支承在丝杆副支撑座上；丝杆轴与丝杆螺母构成螺旋副，丝杆螺母与丝杆螺母座固定，直线导轨与丝杆螺母座构成滑动副；测试轴承距离调节机构有两个，每个测试轴承距离调节机构上均设置测试轴承固定装置，两个测试轴承固定装置关于主动轴轴线对称设置；所述的测试轴承固定装置包括测试轴承固定支架、测试轴承轴、振动传感器、锁紧螺母和锁紧垫圈；测试轴承轴两端均通过锁紧螺母和锁紧垫圈与测试轴承固定支架锁紧，且测试轴承轴一端设有振动传感器，测试轴承轴与测试轴承固定支架之间设有测力方向与丝杆轴平行的压力传感器；两个测试轴承固定装置的测试轴承固定支架与对应测试轴承距离调节机构的丝杆螺母座分别固定。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，其特征在于：所述的振动传感器采用YD-1型加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，其特征在于：所述的驱动电机通过驱动电机座固定在底座上，调节电机通过调节电机座固定在底座上，丝杆副支撑座固定在底座上。

4.根据权利要求1所述的汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，其特征在于：所述的测试轴承轴上设有轴向定位用的两个套筒。

5.根据权利要求4所述的汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机，其特征在于：测试轴承固定支架开设的用于支承测试轴承轴的支承孔孔径、测试轴承轴轴径、套筒内径、锁紧螺母螺纹大径和锁紧垫圈内径均有相匹配的多种规格。

6.根据权利要求5所述的汽车发动机张紧轮轴承寿命模拟试验机的模拟方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤1、根据测试轴承选择配套的测试轴承固定支架、测试轴承轴、套筒、锁紧螺母和锁紧垫圈，测试轴承轴穿过测试轴承固定支架、测试轴承和套筒，并用锁紧螺母和锁紧垫圈锁紧测试轴承轴和测试轴承固定支架；再将测试轴承固定支架固定在丝杆螺母座上；

步骤2、由工业计算机控制调节电机，使调节电机带动丝杆轴转动从而将测试轴承压紧主动橡胶轮，产生一个径向力；

步骤3、驱动电机启动带动主动橡胶轮转动从而带动测试轴承转动，寿命模拟试验测试开始；

步骤4、通过振动传感器检测轴承振动传出数据，由工业计算机监测轴承寿命模拟过程中两侧的测试轴承的振动幅度；

步骤5、当某一侧测试轴承振动幅度增大为预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应侧调节电机使该侧测试轴承与主动橡胶轮分离，结束该侧的轴承测试，记录数据；通过工业计算机控制另一侧调节电机使测试轴承所受径向力与两个测试轴承压紧主动橡胶轮时一致；

步骤6、当未完成测试的测试轴承振动幅度增大到预设值的1.2倍时，通过工业计算机控制对应的调节电机使该测试轴承与主动橡胶轮分离，记录数据；驱动电机停转。