轮毂轴承动态气密性的试验装置及方法与流程

本发明涉及气密性的试验装置及方法，尤其是一种轮毂轴承动态气密性的试验装置及方法。

背景技术：

轮毂轴承的主要作用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。轮毂轴承的密封是为了阻止灰尘、水、和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失。

目前没有简便有效的，试验轮毂轴承动态气密性的试验装置及方法。

技术实现要素：

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、检测方便的轮毂轴承动态气密性的试验装置及方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种轮毂轴承动态气密性的试验装置，主要包括轴承总成、支撑轴承座和固定底座，轴承总成的两侧分别固定有支撑轴承座和固定底座，所述轴承总成包括轴承非旋转外圈、滚动体、法兰盘、端盖和内圈，端盖固定在轴承非旋转外圈的一侧，轴承非旋转外圈套在法兰盘上，轴承非旋转外圈与法兰盘之间设有滚动体和内圈，轴承非旋转外圈与固定底座固定连接，法兰盘与支撑轴承座固定连接。

所述轴承非旋转外圈的上下外各开有一个台阶螺纹孔，分别放置有温度传感器和气压传感器，温度传感器与台阶螺纹孔的接触处设有o型密封圈ⅰ，气压传感器与台阶螺纹孔的接触处设有o型密封圈ⅱ。

所述轴承非旋转外圈靠近端口处设有外侧外侧密封件。

所述支撑轴承座通过加载臂外部2个方向的2个加载器相连接。

这种轮毂轴承动态气密性的试验方法，主要包括上述权利要求所述的试验装置，首先将轴承总成安装在试验台上，接着在轴承非旋转外圈上安装温度传感器和气压传感器，然后通过试验台主轴驱动支撑轴承座的内环旋转并带动试验轴承的法兰盘以设定的转速n旋转，通过加载臂连接的2个加载器施加径向载荷fr和轴向载荷fa，然后在试验过程中观察轴承总成内部温度与气压的变化情况，获得轴承总成密封对温度或气压的耐受能力，耐受温度值或耐受气压值越高，表明其动态气密性越好。

所述轴承总成的轴承非旋转外圈与固定底座连接，固定且不发生旋转，将轴承总成的法兰盘通过螺栓与支撑轴承座内环连接，支撑轴承座内环的另外一侧通过外部的柔性联轴器连接于试验台的主轴端，支撑轴承座外环通过加载臂连接外部2个方向的2个加载器。

所述法兰盘的驱动转速n≥500rpm，径向载荷fr≥0.8g，轴向载荷fa≥0.8g，试验总时间长度控制在1小时以内，以轴承总成内部的温度达到140℃为调整目标。

所述轴承总成内部温度在140℃范围内，轴承总成内部气压发生泄漏时，应记录好泄漏时温度、气压相对时间的曲线，并停止试验。

本发明有益的效果是：本发明的试验装置结构简单，试验方法提供了有效的评价方法，从而在产品实现应用之前能够对产品的密封性能给出合理的评价，防止没有经过密封验证的产品流向市场，而存在密封失效的风险。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是试验过程中温度与气压关系的示意图。

附图标记说明：温度传感器1，o型密封圈ⅰ2，轴承非旋转外圈3，o型密封圈ⅱ4，气压传感器5，滚动体6，法兰盘7，端盖8，内圈9，外侧密封件10，支撑轴承座11，固定底座12，加载臂13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图所示，这种轮毂轴承动态气密性的试验装置，主要包括轴承总成、支撑轴承座11和固定底座12，轴承总成的两侧分别固定有支撑轴承座11和固定底座12，所述轴承总成包括轴承非旋转外圈3、滚动体6、法兰盘7、端盖8和内圈9，端盖8固定在轴承非旋转外圈3的一侧，轴承非旋转外圈3套在法兰盘7上，轴承非旋转外圈3与法兰盘7之间设有滚动体6和内圈9，轴承非旋转外圈3与固定底座12固定连接，法兰盘7与支撑轴承座11固定连接。轴承非旋转外圈3靠近端口处设有外侧外侧密封件10。支撑轴承座11通过加载臂13外部2个方向的2个加载器相连接。

轴承非旋转外圈3的上下外各开有一个台阶螺纹孔，分别放置有温度传感器1和气压传感器5，用以监测轴承内部腔体内的气压与温度，2个孔的大小一般采用m4-m6的普通螺纹孔。由于外圈零件内部有感应淬火的硬化层，增加了钻孔加工的难度。在满足能够在外圈零件上加工出2个孔的前提下，2个孔在轴向的加工位置可根据外圈空间结构自行确定，但必须满足：气压传感器5必须能够监测到轴承内部的压强，布置位置一般可随机选择；温度传感器1必须监测到轴承内部的最高温度，在进行试验安装时，轴承非旋转外圈3安装状态与实际车轮上的安装状态是一致的，一般温度传感器1的孔布置在轴承非旋转外圈3的最上方，为热量升腾集中区域，这个区域在轴承试验中温度最高。温度传感器1与台阶螺纹孔的接触处设有o型密封圈ⅰ2，气压传感器5与台阶螺纹孔的接触处设有o型密封圈ⅱ4。

这种轮毂轴承动态气密性的试验方法，主要包括上述权利要求所述的试验装置，首先将轴承总成安装在试验台上，为了最大程度地模拟实车的受载状态，采用旋转件加载模式的试验台进行动态气密性试验，接着在轴承非旋转外圈3上安装温度传感器1和气压传感器5，然后通过试验台主轴驱动支撑轴承座11的内环旋转并带动试验轴承的法兰盘7以设定的转速n旋转，通过加载臂13连接的2个加载器施加径向载荷fr和轴向载荷fa，然后在试验过程中观察轴承总成内部温度与气压的变化情况，获得轴承总成密封对温度或气压的耐受能力，耐受温度值或耐受气压值越高，表明其动态气密性越好。

其中轴承总成的安装过程为：轴承总成的轴承非旋转外圈3与固定底座12连接，固定且不发生旋转，将轴承总成的法兰盘7通过螺栓与支撑轴承座11内环连接，支撑轴承座11内环的另外一侧通过外部的柔性联轴器连接于试验台的主轴端，支撑轴承座11外环通过加载臂13连接外部2个方向的2个加载器。

其中温度传感器1和气压传感器5的安装方法为，在轴承非旋转外圈3的上方螺纹孔台阶处垫入o型密封圈ⅰ2，并把带有螺纹接口的温度传感器1穿过o型密封圈ⅰ2旋入轴承非旋转外圈3上方的螺纹孔中，拧紧。再在轴承非旋转外圈3的下方螺纹孔台阶处垫入o型密封圈ⅱ4，并把带有螺纹接口的气压传感器5穿过o型密封圈ⅱ4旋入轴承非旋转外圈3上方的螺纹孔中，拧紧。

试验过程中针对法兰盘7的驱动转速n，以及针对试验轴承施加的径向载荷fr和轴向载荷fa均不作固定而可调，以使得试验轴承在1个小时内内部温度达到140℃为调整目标。一般载荷条件不低于0.8g侧向加速度下的径向载荷fr和轴向载荷fa，即径向载荷fr≥0.8g，轴向载荷fa≥0.8g，转速n条件不会低于500rpm，即驱动转速n≥500rpm。

在试验全程不允许对试验轴承采用任何自然气流、强制气流等冷却措施。

在试验全程，采用温度传感器1与气压传感器5监测轴承内部温度与内部气压，额外地，采用一个外部温度传感器固定于轴承外表面，监测轴承表面温度。当轴承内部温度在140℃范围内，轴承内部气压发生泄漏，应记录好泄漏时温度、气压相对时间的曲线，并停止试验。

试验总时间长度控制在1小时以内，以轴承内部的温度达到140℃为目标。在1小时以内轴承内部的温度与气压逐渐上升，后面趋于缓慢增加，当内部气压增大到一定值时，会在某个临界点发生骤降，表明轴承密封发生泄漏。若在140℃温度范围内监控过程中，轴承内部气压发生骤降泄漏，应尽快停止试验。

依据所获得的试验结果可以对轴承的动态气密性做出如下评价：

1、轴承在动态工作条件下，因工作温度提高，轴承密封橡胶特性发生变化，考评密封橡胶在高温下因特性变化而带来的密封性能的变化。

2、轴承在动态工作条件下，轴承内部的温度与气压是正向相关联的，通过该试验可获得轴承密封对温度或气压的耐受能力，耐受温度值或耐受气压值越高，表明其动态气密性越好。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。