[发明专利]一种轮毂轴承单元结构疲劳试验系统及方法

说明书

本发明公开了一种轮毂轴承单元结构疲劳试验系统及方法，涉及轮毂轴承疲劳检测领域。该系统包括包括底座、底工装、试验轮毂轴承单元、转接盘、应变桥、加载臂、竖杆、安装辅具、锁紧螺母、偏心内环、滚动体、外环、软轴、伺服电机和横梁。该试验方法包括载荷标定、旋转频率确定、加载试验和失效确定。本发明提供的轮毂轴承结构疲劳试验系统较好地实现了对轮毂轴承结构疲劳寿命准确地评价，排除了试验轴承因滚道接触疲劳失效导致地试验无法进行的问题。同时因采用电驱加载模式，具有结构简单可靠，加载准确稳定，维护方便，失效判断及时的良好特征。

技术领域

本发明涉及轮毂轴承疲劳检测的领域，具体涉及一种轮毂轴承单元结构疲劳试验系统及方法。

背景技术

轮毂轴承单元(Hub bearing unit)是应用于车轮上承受车身重量与传递动力的轴承，由于把与制动盘、轮毂相连的法兰与轴承实现了集成化而称为轮毂轴承单元。

结构疲劳(Structure fatigue)是指轮毂轴承法兰结构件在应用中长期弯曲循环下所引起的材料失效现象。

现有技术中对于轮毂轴承单元结构疲劳试验有以下2种方案：

第1种方案，中国发明专利200420075349.3公开了一种汽车轮毂轴承弯曲疲劳试验机。轮毂轴承单元被安装于试验主轴上，轮毂轴承单元在试验过程中发生旋转，轮毂轴承单元两侧分别连接径向加载机构与轴向加载机构，对试验轴承施加径向载荷与轴向载荷，加载半径与偏距与试验轴承安装于实车上的状态保持一致，通过两个方向载荷叠加而得到试验轴承的弯矩。试验系统所采用的加载机构均为液压模式，加载机构通过球铰与加载力臂连接，保持一定的加载柔性。试验过程中弯矩载荷长期作用下轮毂轴承单元发生疲劳失效，失效是他通过振动加速度的变化进行监测的。

其缺陷在于：试验轴承在特定两个方向载荷所形成的弯矩工况下，由于试验轴承长期的旋转工况下，容易发生滚道的接触疲劳剥落，而因接触疲劳引起试验的终止，难以评估出法兰盘的结构疲劳寿命。该试验台大量地应用球铰关节，在动态运转试验中极容易发生关节磨损而影响加载准确性。同时，采用液压加载增加了液压系统维护的复杂性。

第2种方案，中国发明专利201621028812.8公开了一种轮毂轴承单元弯曲疲劳试验机。轮毂轴承单元被安装于底座上，轮毂轴承单元在试验过程中被固定不发生旋转，轮毂轴承单元两侧分别连接径向加载机构与轴向加载机构，对试验轴承以一定频率施加径向载荷与轴向载荷，加载半径与偏距与试验轴承安装于实车上的状态保持一致，通过两个方向载荷叠加而得到试验轴承的弯矩。试验系统所采用的加载机构均为液压模式，加载机构通过球铰与加载力臂连接，保持一定的加载柔性。试验过程中弯矩载荷长期作用下轮毂轴承单元发生疲劳失效，失效是通过与轴承连接的金属密度计的示值变化进行监测的。

其缺陷在于：该方案相比第1种方案的差异在于轴承不发生旋转，这也带来了一个问题，采用特定的频率施加载荷，只能符合正弦波规律特征，无法保证结构件的均匀受载荷，与轮毂轴承的实际受载存在较大差异。该方案仍采用了大量的球铰关节，特定频率加载下的关节磨损影响加载准确性。采用液压加载增加了液压系统维护的复杂性，同时所应用的金属密度计失效判断的及时性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种轮毂轴承单元结构疲劳试验系统，进行对轮毂轴承单元实际受载弯矩的准确模拟，实现对试验弯矩载荷的准确稳定地施加；摒弃对于球铰关节的采用，消除因球铰关节磨损带来的加载准确性下降的问题；达到对轮毂轴承单元结构疲劳寿命的准确评价，彻底解决因滚道早期疲劳引起的试验无法继续进行而评判不出结构疲劳寿命的问题；不采用液压加载，而采用电驱动加载方案消除液压系统维护的难度与复杂性。