一种多功能微型精密轴承实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能微型精密轴承实验平台，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承浸没于油池的润滑油内；所述测试轴的一端伸出密封壳体与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端与微型精密轴承的外周面顶紧。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术可实现多工况下对微型精密轴承摩擦磨损情况的实验研究，投资及运行成本低。

A multi-functional micro precision bearing experimental platform

【技术实现步骤摘要】
一种多功能微型精密轴承实验平台技术邻域本专利技术涉及轴承摩擦性能测试
，具体涉及一种多功能微型精密轴承实验平台。
技术介绍
近年来，随着科技的进步，对当今机械仪器、仪表在高密度、高精度、高性能和高可靠性等方面提出了更高的要求，其中精密轴承在各微型器械中的应用越来越多。由于轴承结构的微小型化，工作载荷也趋向轻微，对轴承在微载荷下摩擦学特性的要求越来越高。微载荷下，结构，表面特性，载荷，速度和润滑油等引起的微小变化都将使轴承的运转状态出现异常。精密轴承能够满足在微型器械中的使用条件，由于其形状尺寸的原因，对其在性能上要求旋转体具有高跳动精度、高旋转速度级和摩擦磨损变化小，这不仅对精密轴承的材料提出了更高的要求，更对其润滑油和滑油添加剂提出了更大的挑战。由于轴承使用时的工况条件十分复杂，温度、运转速度、负荷、磨粒磨屑及油膜厚等都对润滑情况有较大影响。润滑油的成膜能力、膜厚、油膜破裂边界等决定了润滑情况的好坏；摩擦副表面硬度和表面粗糙度对微型轴承的摩擦性能有显著影响，当材料的硬度决定后，表面粗糙度对动摩擦因数的影响就决定了微型轴承的摩擦磨损情况。于是，对微型轴承的润滑要求有了更高水平的标准。为了探究微型精密轴承的摩擦特性以及最佳润滑工况，进行轴承的摩擦实验是极有必要的。然而，由于测量精度的限制，目前国内一般只能进行分米级以上大尺度的轴承台架测试。而对于微小型轴承，只能通过摩擦试验机进行简单试块(如球-盘、销-盘、环-块等)的摩擦实验去模拟完整轴承的工作情况，实验结果与真实轴承的实际工业应用仍有较大距离。此外，除了摩擦力、摩擦系数这一核心测试数据之外，润滑油膜厚度对于判断润滑状态(边界润滑、混合润滑和流体动压润滑)和分析磨损情况(润滑油液是否能够完全分隔固体接触、减小磨损)具有重要意义；而润滑油液温度则可以直接反应摩擦对轴承工作状态的影响，判断轴承是否会因摩擦热过高而发生形变甚至抱轴。因此，油膜厚度和油液温度数据也应当被采集记录。由此可见，开发针对微型轴承的摩擦测试平台，实现高精密度和多功能化的摩擦学测试，对满足当今器械逐步微型化和精密化的趋势以及适应新制造业革命的潮流有着重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可测量多种物理量及在多工况下进行摩擦性能测试的多功能微型精密轴承实验平台。本专利技术采用的技术方案为：一种多功能微型精密轴承实验平台，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承的底部与油池的润滑油接触；所述测试轴的一端伸出密封壳体，经扭矩传感器与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端垂直穿过密封壳体，通过压力传感器与微型精密轴承的外周面顶紧。按上述方案，所述温度传感器和声发射传感器对称安装在微型精密轴承的同一截面上，且二者位于测试轴两侧。按上述方案，所述传动机构包括驱动电机和传动轴，所述驱动电机的电机轴通过第一联轴器与传动轴的输入端相连，传动轴的输出端穿过扭矩传感器，并通过第二联轴器与测试轴连接。按上述方案，所述径向加载机构包括伺服加载电机、加载丝杆、丝杆固定块和压力头，所述伺服加载电机的电机轴与加载丝杆相连并带动加载丝杆转动；所述丝杆固定块内设有与加载丝杆相适配的螺纹孔，丝杆固定块的下部通过压力传感器与压力头相连，压力头设于微型精密轴承的外周面，向微型精密轴承传递径向载荷。按上述方案，所述压力头设于微型精密轴承的中部，传递伺服加载电机的压力；通过加载丝杆和丝杆固定块保证力的稳定和精确度。按上述方案，在平台的底部安装减震垫脚。按上述方案，在油池与测试轴端部结合处设有密封件，密封件采用四氟橡胶板制作。按上述方案，在驱动电机的电机轴外及传动轴外分别设有轴套。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术通过各传感器可精确获取微型精密轴承上润滑油的油膜厚度、温度、压力等多种动态数据，通过这些动态数据可判断微型精密轴承的润滑情况，实现在多工况下对微型精密轴承摩擦磨损情况的实验研究；两台电机施加不同转速，可模拟不同扭矩和负载的工况下转轴与轴承的配合运行；2、本专利技术结构设计合理，立式结构紧凑节省空间，投资及运行成本低，大大降低了研究费用，打破了国外垄断微型轴承实验平台市场。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的整体结构示意图。图2为本实施例的正视图。图3为本实施例的侧视图图4为本实施例中径向加载机构的示意图。其中：1.驱动电机；2.平台；3.第一联轴器；4.轴套；5.扭矩传感器；6.第二联轴器；7.径向加载机构；8.声发射传感器；9.轴承；10.油池；11.温度传感器；12.轴承座；13.测试轴；14.减震垫脚；15.电机轴；16.传动轴；17.伺服加载电机；18.加载丝杆；19.丝杆固定块；20.压力传感器；21.压力头。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地描述。如图1～4所示的一种多功能微型精密轴承实验平台，包括平台2，以及设于平台2上的测试底座、测试轴13、传动机构和径向加载机构7；所述测试底座上设一装有润滑油的油池10，油池10两端各配置一个轴承座12，轴承座12及油池10的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴13的两端安装在设于轴承座12内的端部轴承上；待测的微型精密轴承9与位于密封壳体内的测试轴13相适配，微型精密轴承9上安装温度传感器11和声发射传感器8，微型精密轴承9底部与油池10的润滑油接触；所述测试轴13的一端伸出密封壳体，经扭矩传感器5与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构7设于密封壳体的上部，其输出端垂直穿过密封壳体，通过压力传感器20与微型精密轴承9的外周面顶紧。本实施例中，所述声发射传感器8用于实时检测微型精密轴承9上的油膜厚度；温度传感器11用于实时检测微型精密轴承9上的油膜温度；压力传感器20用于实时检测施加给微型精密轴承9上的径向载荷；扭矩传感器5用于实时检测施加给测试轴13的扭矩。本实施例中，在油池10与测试轴13端部结合处设有密封件，密封件采用四氟橡胶板制作。所述轴承座12采用精密加工的锁紧式结构，便于快速拆装工件。端部轴承为滚珠轴承，微型精密轴承9为滑动轴承。所述平台2为钢结构。优选地，所述温度传感器11和声发射传感器8对称安装在微型精密轴承9的同一截面上，保证测试轴承同一点的润滑状态，且二者位于测试轴13两侧；所述微型精密轴承9的外径为19～24mm，内径6～8mm；所述测试轴13的内径7.995～8.005mm。本实施例中，所述微型精密轴承9内外径圆度误差均小于1um，轴承槽的圆度误差小于1um，为保证其与测试轴13的配合精度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能微型精密轴承实验平台，其特征在于，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承底部与油池的润滑油接触；所述测试轴的一端伸出密封壳体，经扭矩传感器与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端垂直穿过密封壳体，通过压力传感器与微型精密轴承的外周面顶紧。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能微型精密轴承实验平台，其特征在于，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承底部与油池的润滑油接触；所述测试轴的一端伸出密封壳体，经扭矩传感器与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端垂直穿过密封壳体，通过压力传感器与微型精密轴承的外周面顶紧。


2.如权利要求1所述的多功能微型精密轴承实验平台，其特征在于，所述温度传感器和声发射传感器对称安装在微型精密轴承的同一截面上，且二者位于测试轴两侧。


3.如权利要求1所述的多功能微型精密轴承实验平台，其特征在于，所述传动机构包括驱动电机和传动轴，所述驱动电机的电机轴通过第一联轴器与传动轴的输入端相连，传动轴的输出端穿过扭矩传感器，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克，聂仲旻，欧阳武，袁成清，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42