第��卷第�期����年��月机械工程学报���������������������!∀�#∃��������������������������轿车轮毅轴承微动磨损试验分析’张雪萍姚振强�上海交通大学机械与动力工程学院上海������摘要�利用自行设计的轿车轮毅轴承径向式微动磨损试验系统,对三组轮毅轴承进行试验。试验轴承滚道上出现宏观条状磨损痕迹,轴承次表面约�林�处出现了连续微孔,严重微动磨损的轴承次表面出现了近似平行于滚道的微裂纹。同时,模拟径向载荷下轮毅轴承的内部��应力分布,结果表明,轮毅轴承载荷区出现条状应力�应变峰的幅值波动。在此基础上,结合轿车行驶时轮毅轴承的承载特点,提出了轮毅轴承广义复合微动磨损机理模型。该模型为减缓轮毅轴承微动磨损程度和提高轴承可靠性提供了新的途径。关键词�轮毅轴承微动磨损应力分布轿车机理模型中图分类号������月�舀前悬挂焊接总成微动磨损是在结构振动或交变应力作用下相互配合并紧密固定在一起的部件之间相互接触并发生微小振幅的相对运动所引起的磨损现象��,��。根据运动方式不同,微动磨损可分为平移式、滚动式、径向式和扭动式微动,目前,文献报道的绝大部分研究工作都集中在平移式微动方面。后�种微动形式有关的研究工作报道却相当少,而由两种以上微动形式形成的复合式微动更为复杂,因而这方面的研究工作也就更少��,�」。微动磨损是轿车轮毅轴承的主要失效形式之一��。本文设计了轮毅轴承径向式微动磨损试验系统,进行三对轮毅轴承的微动磨损试验。同时,对轮毅轴承系统的���力学模型��,施加试验条件的径向载荷,模拟径向载荷下轮毅轴承的��应力分布,探讨径向载荷幅值变化与微动磨损之间的力学关系。在此基础上,结合轿车典型行驶状态下轮毅轴承的承载特点,以轮毅轴承承载区中心的滚动体为例,建立轮毅轴承径向式、平移式和滚动式广义复合微动磨损的机理模型。该模型将为进一步研究抗微动磨损提供新的思路和途径。支承辊垂直加载作动器鲡控制柜图�微动磨损试验原理图前悬挂焊接总成冷却系统电动机平衡杆垂直加载作动器固定支架图�微动磨损试验系统装置轮毅轴承径向式微动磨损试验�试验系统轮毅轴承径向式微动磨损试验系统原理如图�所示�前轮毅轴承悬架与固定支架联结,电动机带动轮毅轴承旋转,垂直加载作动器在液压系统的控制下上下运动,带动两个支承辊向轮毅轴承同时施加径向静载荷和动载荷。图�为微动磨损试验系统装置。,上海市汽车工业科技发展基金资助项目������。������收到初稿,��������收到修改稿��试验工况根据轿车轮毅轴承的实际承载特点,径向式微动磨损试验分为两个阶段��模拟轿车被动运输过程中,轮毅轴承仅承受的径向载荷作用。此阶段,轮毅轴承不旋转,由作动器液压系统施加垂直静载荷����模拟车重等�和动载荷����模拟轿车运输过程中轮毅轴承振动载荷�,作动器加载频率为���,持续振动���万次。�模拟轿车运行过程中,轮毅轴承承受实际径向载荷的状况。电动机以�������的工作转速带动三对轮毅轴承分别转动��万转、��万转和���万转,在轮毅轴承旋转的同时由作动器以���的加载频率向轮毅轴承施加垂直静载荷���和动载荷���。试验系统动载荷由��系统控制,动载部分为机械工程学报第�卷第�期正弦曲线,作动器加载频率避开了前桥总成的固有频率��一���。轮毅轴承微动磨损失效通过测量轴承外圈温度�热电偶测量外圈温度超过�“�时,试验自动停止�并辅助分析轮毅振动信号的功率谱来判别。��试验结果拆卸下的试验轮毅轴承的承载区出现了轻微的条状磨损痕迹。宏观失效形式表现为局部滚道上的等间距轻微压痕,压痕间距沿轴承周向与滚动体间距一致。微观失效形式的样品取样于发生微动磨损轮毅轴承的内、外圈滚道,微动磨损的表面形貌和截面的���如图�所示。其中,图��为轮毅轴承微动磨损的初始阶段,微动表面上出现了长度小于�脚的粘着、撕裂及磨屑�图��为轮毅轴承微动磨损初始阶段截面微观特征,在轴承亚表层约�一�协�处,出现连续性孔穴,与亚表层的位错有关�图��为轮毅轴承...
