轮毂轴承单元凸缘的旋转疲劳强度试验

姜欢

(上海大众汽车有限公司，上海 201805)

轮毂轴承单元是一个非常重要的安全件，文献[1]对轮毂轴承的功能做了较为全面的分析，指出凸缘的疲劳强度是一个重要的安全特性参数。随着对汽车轻量化的要求，轮毂轴承单元的凸缘也越来越多地采用轻量化设计。在这些要求下，如何利用台架试验考察凸缘的疲劳强度，是一个非常重要的问题。

1 常用试验方法

目前，各个轴承制造商对轮毂轴承单元凸缘疲劳强度的试验采用的主流方法大致有2种：基于高载荷的动态耐久疲劳强度试验和基于轴向交变载荷的静态疲劳试验。

1.1 基于高载荷的动态耐久疲劳强度试验

该方法通过较高的径向和轴向载荷考察凸缘的强度。试验原理如图1所示，分别采用径向和轴向2个载荷来模拟轮毂轴承的受力情况。该试验的特点是转速较低，径向和轴向载荷较大，比较接近车辆实际工况。但是由于施加载荷较大，轴承滚道接触应力过大，往往滚道先于凸缘达到疲劳寿命，无法反映出凸缘的真实疲劳寿命。

1—电动机；2—旋转端箱体；3—旋转端；4—试验轴承；5—加载端；6—轴向液压缸；7—径向液压缸

1.2 基于轴向交变载荷的静态疲劳试验

该方法通过一定频率的交变轴向载荷，在轴承静态状况下，考察凸缘的疲劳强度。试验原理如图2所示。该试验方法能反映出凸缘的真实疲劳寿命，但是与实际车辆上轮毂轴承受载的实际情况不一致。

1—试验轴承；2—振动臂；3—模拟制动盘

2 基于旋转疲劳和共振条件的凸缘疲劳强度试验

2.1 原理分析

基于旋转疲劳和共振条件的凸缘疲劳强度试验装置如图3所示，将一个持续沿着径向的恒定力加载到轮毂轴承单元凸缘上，使该力沿着轮毂轴承单元的周向作圆周运动。……