偏心轮机构在汽车轴承试验机上的应用

邹立平，胡卫平，滕飞，黎军士，李来芳

(瓦房店轴承集团有限公司，辽宁 瓦房店 116300)

随着汽车行业的快速发展，带动了汽车轴承的发展，对汽车轴承的性能和寿命试验也提出了越来越高的要求[1-2]。汽车前悬挂支柱轴承试验机应运而生，其要求在规定载荷、摆角和摆频条件下对轴承进行性能和疲劳寿命的测试。其中，轴向载荷利用杠杆原理通过增减砝码来实现，摆动及摆频功能则通过闭式偏心轮机构和变速减速机来实现。

1 闭式偏心轮机构

1.1 结构组成

汽车前悬挂轴承试验机采用的闭式偏心轮机构如图1所示，主要由变速减速机(摆动轴下端，图中未示出)、偏心轮、拨叉座板、直线轴承、导杆、滚轮、摇杆和摇杆座等组成。偏心轮机构是试验机的一个重要组成部分，主要实现轴承在试验过程中的摆动功能。

1—砝码座；2—杠杆；3 —导向杆支承；4—直线轴承；5—摆动轴；6—偏心轮；7—导杆；8—拨叉座板；9—滚轮；10—摇杆；11—试验主轴；12—摇杆座；13—机体

轴向加载通过在砝码座上放置一定数量的砝码，依靠杠杆的另一端作用在主轴下端实现，试验轴向载荷为5 kN。径向加载通过轴向加载作用在被试轴承组件中的斜座产生的分力来实现，载荷大小与斜座的斜角有关，最大摆角为±35°。轴承转速为89 r/min，由此可计算出摆频，以便于调定变速减速机的输出转速。拨叉座板两端耳槽带动2个试验主轴，对汽车前悬挂轴承进行对比性试验。

1.2 工作原理

如图1所示,试验开始时，由变速减速机驱动偏心轮旋转。当按图示位置顺时针旋转，偏心轮的D点旋转到C点正下方时，处于升程阶段，同时作用于拨叉座板的下接触面，带动拨叉座板向下移动，拨叉座板上的2个开口耳槽带动摇杆、摇杆座、试验主轴逆时针方向旋转；偏心轮继续旋转，处于降程阶段，同时作用于拨叉座板的上接触面并带动拨叉座板向上移动，连续旋转将使主轴系统连同被试轴承按照一定的规律不停地进行摆动，从而满足试验功能要求。

2 摆角几何关系和注意要点

2.1 摆角与偏心量的关系

由图1可知，摆角可通过改变偏心轮的偏心量实现，偏心量越大，摆角越大，反之，摆角就越小。当摆动轴中心与偏心轮中心重合时，偏心轮机构将不产生摆动。图1中，△OEG的边长EG即为偏心轮一个单摆程对应的直线距离(2L)，则EF即为偏心量(F为EG的中点)。因此，由试验要求给定的摆角α，利用三角关系即可计算出偏心量为

L=EF=OE×sin(α/2)。

2.2 注意要点

试验发现，对于偏心轮摇杆结构，摆角不能太大，否则会造成运行不畅，甚至出现机械系统零部件的过快损坏。对于偏心轮齿轮齿条结构，虽然理论上齿轮齿条可任意延长行程，但过大的摆角会带来偏心轮结构的庞大，甚至会出现死角，以致出现卡死现象。因此，该偏心轮机构适合最大摆角为±40°以内的场合应用。

3 结束语

闭式偏心轮机构应用于汽车轴承试验机上，实现了摆角和摆频的功能，不仅结构紧凑，而且在试验过程中可随时对摆频进行控制。摆角通过改变偏心轮的偏心量实现，摆频通过驱动系统的变速机来调节，方便、快捷、自如。