变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统 |
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| 申请号 | CN201611022499.1 | 申请日 | 2016-11-15 | 公开(公告)号 | CN107036727A | 公开(公告)日 | 2017-08-11 |
| 申请人 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司; | 发明人 | 房西堂; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种变速箱挡位 滚针 轴承 及旋转 摩擦副 工作 温度 的测试系统，包括：中间轴，具有第一通线孔；高速导电滑环，固定在中间轴的一端，具有第二通线孔，与第一通线孔相连通；第一 热电偶 ， 信号 采集端布置在第一被测点，输出端与高速导电滑环的第一 转子 出线端；第二热电偶，信号采集端布置在第二被测点，信号输出端与高速导电滑环的第二转子出线端；信号采集设备，采集端与高速导电滑环的 定子 出线端相连。本发明提供的变速箱挡位 滚针轴承 及旋转摩擦副工作温度的测试系统，通过设置热电偶的信号采集端布置在被测 位置 ，热电偶信号输出端连接高速导电滑环转子出线端，并通过高速导电滑环定子出线端连接信号采集设备，由此形成一个完整的 电流 通路。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统技术领域背景技术[0002] 目前在变速器测试领域，较为常见的是对起支撑作用的向心滚动轴承(如深沟球轴承、圆锥滚子轴承等)进行温度监控，但是没有对变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度进行检测。具体测试方法是通过在壳体轴承座孔打孔，并在向心滚动轴承的外圈表面贴温度传感器的方式进行信号采集，但由于热量传导过程的损失，导致此方法测试出的温度和实际工作温度仍具有一定的差异。 [0003] 图1为现有技术中变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作的状态示意图，如图1所示，现有技术中的变速箱结构包括离合器壳体100、主壳体200、后壳体300和中间轴400，温度测试点包括二挡齿轮700与中间轴的端面摩擦副温度测试点500和二挡滚针轴承滚道面温度测试点600。 [0005] 1、由于内部空间限制及零件改制难度高等问题，导致传感器的布置及线束的紧固方式操作起来极为困难； [0006] 2、变速箱内传动件工作时处于高速旋转状态，传感器线束紧固后会出现缠绕损坏； [0007] 3、传感器信号采集点需要固定，其固定难度高，尤其遇到需径向固定的位置则更难实现。 [0008] 因此，基于上述难点，目前行业内仍未有成熟应用的此类测温方案及装置。 发明内容[0009] 本发明的目的是提供一种变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，以解决现有技术中的问题，提高温度测试的精度。 [0010] 本发明提供了一种变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，包括： [0011] 中间轴，具有第一通线孔； [0012] 高速导电滑环，固定在所述中间轴的一端，所述高速导电滑环具有第二通线孔，所述第二通线孔与所述第一通线孔相连通； [0014] 第二热电偶，所述第二热电偶的信号采集端布置在第二被测点，所述第二热电偶的信号输出端与所述高速导电滑环的第二转子出线端； [0015] 信号采集设备，所述信号采集设备的采集端与所述高速导电滑环的定子出线端相连。 [0016] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，所述中间轴上还设置有轴向铠装丝固定孔和径向铠装丝固定孔，所述轴向铠装丝固定孔在轴向方向上高于滚针轴承的外包络圆直径。 [0017] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，在所述第一通线孔的内壁上开设有轴向铠装丝固定槽。 [0018] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，所述中间轴还开设有冷端固定孔和补偿线固定通孔，所述冷端固定孔与所述第一通线孔连通，所述补偿线固定通孔与所述冷端固定孔连通。 [0019] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，还包括滑环转子支撑轴，与所述中间轴相连，用于支撑所述高速导电滑环的转子；所述滑环转子支撑轴的外侧壁上设置有用于固定所述转子的锥形孔。 [0020] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，所述滑环转子支撑轴靠近所述中间轴的一端设置有凸台外圆，所述凸台外圆与所述中间轴之间设置有油封。 [0022] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，还包括滑环定子支撑板，固定在后壳体上，用于支撑所述高速导电滑环的定子。 [0023] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，还包括支撑凸台，与后壳体固定连接，用于支撑所述滑环定子支撑板。 [0024] 如上所述的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，其中，优选的是，所述第一热电偶和所述第二热电偶均为K型热电偶。 [0025] 本发明提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，通过设置热电偶的信号采集端布置在被测位置(热电偶线通过中间轴相应改制的通道进行布置及固定)，热电偶信号输出端连接高速导电滑环转子出线端，并通过高速导电滑环定子出线端连接信号采集设备(NI采集卡)，由此形成一个完整的电流通路，并最终通过NI采集卡对测试温度进行采集，从而提高了温度测试的精度。附图说明 [0026] 图1为现有技术中变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作的状态示意图； [0027] 图2为本发明实施例提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统的结构示意图； [0028] 图3为中间轴的结构示意图； [0029] 图4为滑环转子支撑轴的结构示意图； [0030] 图5为滑环转子支撑轴的主剖视图； [0031] 图6为支撑凸台的结构示意图； [0032] 图7为滑环定子支撑板的结构示意图； [0033] 图8为高速导电滑环的结构主视图； [0034] 图9为高速导电滑环的左视图； [0035] 图10为高速导电滑环的右视图； [0036] 图11为K型热电偶的布置示意图； [0037] 图12为图11的局部放大图。 [0038] 附图标记说明 [0039] 100-离合器壳体 200-主壳体 300-后壳体 400-中间轴 500-测试点 600-测试点 700-二挡齿轮 [0040] 1-中间轴 11-轴向铠装丝固定孔 12-径向铠装丝固定孔 13-轴向铠装丝固定槽 14-冷端固定孔 15-补偿线固定通孔 16-内螺纹孔2-滑环转子支撑轴 21-M10外螺纹 22-凸台端面 23-凸台外圆 24-凸台端面 25-支撑圆柱面 26-锥形孔 27-平面 28-固定通孔 3-油封 4-支撑凸台41-外螺纹 42-内螺纹 43-端面 44-后端面5-滑环定子支撑板 51、52-通孔 53、54-螺纹通孔 55-内圆弧面 56-外圆弧面 7-M10螺栓 8-高速导电滑环 81-转子左侧圆柱凸台 82-转子右侧圆柱凸台 83-转子内孔 84-转子出线端 85-转子凸台紧固螺栓 86-定子 87-定子出线端 88-止转片 89-止转片紧固螺栓 9-第一热电偶 91-铠装丝 92-冷端 93-补偿线10-第二热电偶 101-铠装丝 102-冷端 103-补偿线 具体实施方式[0041] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。 [0042] 图2为本发明实施例提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统的结构示意图，本发明实施例提供了一种变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，包括：中间轴1、高速导电滑环8、第一热电偶9、第二热电偶10和信号采集设备(未示出)。其中，第一热电偶9和第二热电偶10可以采用现有技术中的K型热电偶。 [0043] 其中，中间轴1具有第一通线孔；高速导电滑环8固定在所述中间轴1的一端，所述高速导电滑环8具有第二通线孔，所述第二通线孔与所述第一通线孔相连通；第一热电偶9的信号采集端布置在第一被测点，所述第一热电偶9的信号输出端与所述高速导电滑环8的第一转子出线端；第二热电偶10的信号采集端布置在第二被测点，所述第二热电偶10的信号输出端与所述高速导电滑环8的第二转子出线端；信号采集设备的采集端与所述高速导电滑环8的定子出线端相连。 [0044] 图3为中间轴的结构示意图，优选的是，所述中间轴1上还设置有轴向铠装丝固定孔11和径向铠装丝固定孔12，所述轴向铠装丝固定孔11在轴向方向上高于滚针轴承的外包络圆直径。 [0045] 进一步地，在所述第一通线孔的内壁上开设有轴向铠装丝固定槽13。 [0046] 进一步地，所述中间轴1还开设有冷端固定孔14和补偿线固定通孔15，所述冷端固定孔15与所述第一通线孔连通，所述补偿线固定通孔15与所述冷端固定孔14连通。 [0047] 具体而言，中间轴1基于现有技术中的中间轴400进行结构改制(主要包括测试点轴向/径向通孔、轴内通孔、轴后端内螺纹孔)。其中，二挡端面摩擦副测试点开设轴向铠装丝固定孔11，数量为两个，孔径为φ1mm，圆周方向间隔180°。该固定孔在径向方向需高于二挡滚针轴承的外包络圆直径，避免在旋转过程对滚针轴承保持架端面产生刮擦或异常磨损。 [0048] 二挡端面摩擦副测试点开设径向铠装丝固定孔12，数量为两个，孔径φ1mm，两者轴线同轴，且与轴向通孔11的轴线处于同一平面。 [0049] 二挡滚针轴承滚道面测试点开设径向铠装丝固定孔12，数量为两个，孔径φ1mm，两者轴线同轴，且与轴向通孔11的轴线处于同一平面。 [0050] 在中间轴1的内壁中，分别设两个轴向铠装丝固定矩形槽13，深度为1mm，圆周方向以径向铠装丝固定孔121和12的轴线形成的平面为中心，宽度为2mm. [0051] 在中间轴1的内孔、即第一通线孔的中部，依照内孔轴线，设置一个冷端固定孔14，孔径为φ6mm，宽度为20mm，且与内孔锥面间设为圆弧光滑过渡。在冷端固定孔14的另一端，依照中间轴内孔轴线，设置一个补偿线固定通孔15，孔径为φ3mm，孔端均倒角过渡。在中间轴小头端面，依照中间轴内孔轴线，设置一个M10的内螺纹孔16，宽度为20mm。 [0052] 图4为滑环转子支撑轴的结构示意图，图5为滑环转子支撑轴的主剖视图。在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统还包括滑环转子支撑轴2，与所述中间轴1相连，用于支撑所述高速导电滑环8的转子；所述滑环转子支撑轴2的外侧壁上设置有用于固定所述转子的锥形孔26。 [0053] 进一步地，所述滑环转子支撑轴2靠近所述中间轴1的一端设置有凸台外圆23，所述凸台外圆23与所述中间轴1之间设置有油封3。所述凸台外圆23与所述补偿线固定通孔15螺纹连接。 [0054] 图6为支撑凸台的结构示意图，图7为滑环定子支撑板的结构示意图。优选的是，本发明实施例提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统还包括滑环定子支撑板5，固定在后壳体300上，用于支撑所述高速导电滑环8的定子。进一步地，还包括支撑凸台4，与后壳体300固定连接，用于支撑所述滑环定子支撑板5。 [0055] 图8为高速导电滑环的结构主视图，图9为高速导电滑环的左视图，图10为高速导电滑环的右视图，图11为K型热电偶的布置示意图，图12为图11的局部放大图。 [0056] 滑环转子支撑轴2的作用是连接中间轴1及支撑高速导电滑环8的转子，实现高速导电滑环8的转子和中间轴1具备相同的转速。该滑环转子支撑轴包括M10外螺纹21，和中间轴1的内螺纹孔16匹配，通过凸台端面22和中间轴1的小头端面贴合，进行轴向定位。凸台外圆23配合油封3的内圈。滑环转子支撑圆柱面25和滑环转子内孔83之间设为过渡或小间隙配合，目的是为了拆装方便、保护滑环；通过滑环转子右侧圆柱凸台82的端面和滑环转子支撑轴2的凸台端面24贴合，对高速导电滑环8进行轴向定位；高速导电滑环8安装至滑环转子支撑轴2上后，最终通过分别拧紧滑环转子左侧圆柱凸台81圆周方向上均布的4个M3的转子凸台紧固螺栓85至滑环转子支撑轴2上对应的4个锥形孔26(圆周方向各间隔90°，锥形孔底径为φ2mm，锥度为120°)，实现对滑环的轴向及径向紧固；滑环转子支撑轴2的左侧设有圆柱轴段，在该轴段表面对应180°分别设有一个平面27，两平面间距10mm，目的是尺寸上匹配10#通用扳手，通过扳手对滑环转子支撑轴2进行旋紧安装及拆解；滑环转子支撑轴2设有一补偿线固定通孔28，孔径φ3mm，其轴线与中间轴1的内孔轴线保持同轴。 [0057] 油封3根据设计匹配要求进行选型，内圈安装匹配在滑环转子支撑轴2的凸台外圆23上，外圈安装匹配在变速器后壳体300的油封安装孔上。 [0058] 支撑凸台4前端设有一M6外螺纹41，其与后壳体300的支架安装孔的螺纹孔匹配，通过端面43与安装孔的平面贴合进行端面定位；安装到位后，支撑凸台4的后端面44与后壳体的悬置安装孔端面处于同一平面，共同用于平面支撑滑环定子支撑板5。支撑凸台4的后端圆柱内设有一M6内螺纹42，M6螺栓穿过滑环定子支撑板5的通孔52，旋入内螺纹42内并紧固完全。 [0059] 滑环定子支撑板5设计为一不规则的板件，厚度设为5mm。滑环定子支撑板5本体的内圆弧面55和外圆弧面56同轴，且轴线均与中间轴1的内孔轴线同轴。滑环定子支撑板5设有通孔51和52，孔径分别为φ10.5和φ6.5，安装位置分别对应后壳体300上的支架安装螺纹孔和悬置安装螺纹孔，并最终通过M6螺栓和M10螺栓进行安装紧固。滑环定子支撑板5还设有M6螺纹的通孔53和通孔54，两者圆心连线穿过内圆弧面55的圆心，且两圆心连线的距离需匹配高速导电滑环8的止转片紧固螺栓89的间距。 [0060] 高速导电滑环8可以是现有技术中的已有产品，其具备0～5000rpm高速下的信号稳定性及可靠性。高速导电滑环设置有转子左侧圆柱凸台81、转子右侧圆柱凸台82、转子内孔83、转子出线端84、转子凸台紧固螺栓85(共计8个，左右凸台分别4个，且圆周方向均布)、定子86、定子出线端87、止转片88、止转片紧固螺栓89。其中，转子出线端84连接K型热电偶的补偿线出线端；定子出线端87连接信号采集设备(NI采集卡)。 [0061] 第一热电偶9为摩擦副K型热电偶，第二热电偶10为二挡滚道面K型热电偶，二者结构型式一致，仅存在长度和测试点布置位置的区别 [0062] 具体地，K型热电偶由三部分组成，分别是铠装丝(91和101)、冷端(92和102)、补偿线(93和103)。其中冷端位于中间，外径尺寸最大(本例为φ3)，铠装丝位于冷端前面，外径尺寸最小(本例为φ0.5)，其端头为一微小球状头，即为温度采集点，需注意球状头的位置需距离温度测试表面存在一定的距离(本例设为1mm)；补偿线位于冷端后面，外径尺寸居中(本例为φ1)，补偿线出线端与高速导电滑环8的转子出线端84进行连接，定子出线端87和信号采集设备(NI采集卡)连接，从而传导并采集到温度测试数据。 [0063] 需要说明的是： [0064] 1、本发明实施例涉及的二挡齿轮端面摩擦副、二挡滚针轴承滚道面的温度测试点均为两个，但为了图形标示清晰，图中仅显示1个温度测试点的热电偶布置型式； [0065] 2、铠装丝91和101沿着中间轴1的改制通道(各轴向/径向通孔、轴向矩形槽、过渡锥面)进行布置； [0066] 3、冷端92和102布置在中间轴1的冷端固定孔14内； [0067] 4、补偿线93和103依次布置在中间轴1的补偿线固定通孔15和滑环转子支撑轴2的补偿线固定通孔28内； [0069] 6、K型热电偶布置完毕后，需进行首次标定，测试铠装丝测试球头处和补偿线出线端处的温度差，并进行补偿，目的是为了保证测试结果的精度。 [0070] 本发明实施例提供的变速箱挡位滚针轴承及旋转摩擦副工作温度的测试系统，通过设置热电偶的信号采集端布置在被测位置，热电偶信号输出端连接高速导电滑环转子出线端，并通过高速导电滑环定子出线端连接信号采集设备，由此形成一个完整的电流通路，并最终通过NI采集卡对测试温度进行采集，从而提高了温度测试的精度。 |
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