自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机制造技术

本发明专利技术为一种自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机。该试验机包括由试验机底板、安装底板、支撑座、摩擦磨损系统、动力传动系统、加载系统和数据采集处理系统；其中，动力传动系统从下到上贯穿试验机底板、安装底板和支撑座；摩擦磨损系统固定在支撑座顶部，加载系统安装在安装底板上，摩擦磨损系统通过牵引绳和加载系统相连；数据采集处理系统信号线与摩擦磨损系统、加载系统相连。本发明专利技术可以为轴承寿命的准确预测提供试验依据，为自润滑关节轴承寿命模型的建立提供数据基础。

Friction and wear life testing machine for self lubricating plain bearing

【技术实现步骤摘要】
自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机
本专利技术属于轴承性能和寿命测试领域，具体涉及一种能对自润滑关节轴承的使用性能和运行寿命进行测试的摩擦磨损寿命试验机。
技术介绍
关节轴承是在航空航天、重型机械等领域广泛应用的回转支撑机械零件。因为自润滑关节轴承具有自调心、无需添加润滑剂等优点，近些年来在实际应用中对其性能和运行寿命要求愈加严格。为了在关节轴承投入使用前对其性能和使用寿命进行预测，国内关节轴承相关生产企业和科研单位研制了一批关节轴承性能试验机、关节轴承寿命试验机等，但现有的关节轴承试验机都需要在摆动频率、测量精度、自动化程度等方面进行改进。洛阳轴研科技股份有限公司研制了一种关节轴承寿命试验机，主要由试验主轴、轴承夹具、载荷加载装置、扭矩传感器和传动轴组成；试验机由曲柄摇杆机构驱动传动轴，并通过试验主轴带动试验轴承往复旋转摆动，旋转角度由安装在主轴一端的角度编码器计量；试验机将温度传感器设在试验轴承内圈外表面，测量轴承内外圈之间的摩擦温升。该试验机试验轴承安装在主轴中间，轴承拆卸不便，主轴旋转摆动角度需要角度编码器实时计量控制，自动化程度不够高，其将温度传感器设在关节轴承内圈外表面，轴承内圈随主轴做旋转摆动，导致温度传感器装夹不便。
技术实现思路
本专利技术的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机。该试验机通过轴承座和加载装置的改进，将加载装置将棘轮机构与加载卷筒进行结合，卷筒完成径向力加载的同时即可利用棘轮机构进行锁紧，使得用同一个简单的装置就可完成加载和锁紧，保证了整个加载机构的简单性和操作的便利性。本专利技术可以为轴承寿命的准确预测提供试验依据，为自润滑关节轴承寿命模型的建立提供数据基础。本专利技术的技术方案为：一种自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机，该试验机包括试验机底板、安装底板、支撑座、摩擦磨损系统、动力传动系统、加载系统和数据采集处理系统；其中，动力传动系统从下到上贯穿试验机底板、安装底板和支撑座；摩擦磨损系统固定在支撑座顶部，加载系统安装在安装底板上，摩擦磨损系统通过牵引绳和加载系统相连；数据采集处理系统信号线与摩擦磨损系统、加载系统相连；所述的动力传动系统包括回转轴和伺服电机，其中，伺服电机位于试验机底板的下部，并通过法兰安装在回转轴的尾部；回转轴下部固定在试验机底板的底部，并竖直向上穿过圆盘状的试验机底板的中心；所述的安装底板为一块矩形板和一块L形板组成一个Z字型的整体，L形板位于下层，上面设置有通孔；L形板上通过螺栓将安装底板固定在试验机底板上，支撑座固定在L形板的通孔上方；矩形板上安装有加载卷筒和制动机构；所述的支撑座由上中下三部分组成，其下部为安装圆盘，中部为一个圆柱筒，上部包括一个圆形平台和位于其边缘的矩形跳板，所述的矩形跳板位于安装底板中矩形板的正上方；整个支撑座的L形板上；所述摩擦磨损系统包括：上卡套、下卡套、预紧螺母、轴承座、热电偶、振动传感器、力传感器Ⅰ；其中，其中，下卡套安装在回转轴的轴肩上，上端依次为关节轴承、上卡套和预紧螺母，关节轴承由关节轴承内圈和关节轴承外圈组成；关节轴承内圈下端嵌入下卡套的凹槽内，关节轴承内圈上端嵌入上卡套的凹槽内；轴承座套在关节轴承外圈上，其形状为环状圆台的壳体；轴承座的侧壁设置有轴承座压杆，还开有三个通孔，一个用于通过热电偶，另外两个用于安装预紧螺钉；热电偶穿过轴承座侧壁与关节轴承外圈外表面接触，振动传感器粘结在轴承座侧壁的凸台上，轴承座压杆中部开有通槽，位于两个力传感器Ⅰ之间；两个力传感器Ⅰ安装在支撑座上；所述的轴承座压杆的端部有一个直径增大的突出端，突出端又分为上下两片水平的梯形板，两片梯形板之间中空；两片梯形板均设置有通孔，圆柱销安装在两个梯形板的通孔上，圆柱销上绑定牵引绳；所述的力传感器Ⅰ支撑座固定在支撑座的圆形平台上；力传感器Ⅰ支撑座两端，各有一个L型的力传感器Ⅰ安装座，二者相向设置；每个力传感器Ⅰ安装座上通过螺栓安装有一个力传感器Ⅰ，两个力传感器Ⅰ夹持轴承座压杆；所述的加载系统包括：加载卷筒、制动机构，牵引绳，定滑轮，力传感器Ⅱ；其中，加载卷筒由支座、卷筒和两端的棘轮组成，支座固定在安装底板的矩形板上；制动机构包括安装座、支撑杆和棘爪，安装座安装在安装底板的矩形板的滑槽上，2个棘爪分别安装在支撑杆顶部，与加载卷筒的棘轮匹配；定滑轮安装在支撑座上部的矩形跳板边缘，牵引绳一端与加载卷筒相连，另一端绕过定滑轮与力传感器Ⅱ一端相连，力传感器Ⅱ另一端通过牵引绳与轴承座压杆端部的圆柱销相连接；所述的数据采集处理系统包括顺次相连的信号调理电路、数据采集卡、主控计算机；两个力传感器Ⅰ、热电阻、振动传感器、力传感器Ⅱ分别和信号调理电路相连。本专利技术的实质性特点为：本专利技术中，试验机轴承座上巧妙地布置了两个紧定螺钉安装孔，一个热电偶安装孔，一个振动传感器安装台和一个压杆，其中压杆既可以连接牵引绳进行径向力的加载，又可以通过其左右摆动进行关节轴承内外圈之间摩擦力的测量。因此，轴承座既承担了径向力的加载，保证了关节轴承外圈和轴承座之间不会产生相对滑动，又能同时进行多个试验参数的测量。本专利技术中，试验机加载装置采用的是类似于卷扬机的卷筒，将牵引绳缠绕在卷筒上，手动转动卷筒即可加载，同时在卷筒的两端设计了棘轮和相对卷筒位置可变的棘爪，移动棘爪使其与棘轮配合实现对加载的制动，加载时，只需将棘爪与棘轮脱离配合即可，操作方便，成本低廉，又节省空间。本专利技术的有益效果为：1.试验机将加载卷筒两端设计成棘轮的形式，手动转动加载卷筒对轴承进行径向加载，加载值由力传感器测量并输入主控计算机端进行实时监测，一旦达到设定值，则可利用棘爪与棘轮的配合实现锁定，能够实现连续、准确的加载，并且这种加载方式结构简单，监测方便。2.试验机轴承座集关节轴承的装夹和试验过程中温度、振动、摩擦力信号的测试于一体，用一个简单的轴承座便可实现多种功能，大大简化了试验机结构和关节轴承运行参数测量的复杂性。3.直接测量试验过程中关节轴承内外圈之间的摩擦力比较困难，本试验机中轴承内外圈之间的摩擦力带动轴承外圈和轴承座的摆动使压杆对安置在左右两端的力传感器产生正压力，因此，将轴承内外圈之间的摩擦力转化为正压力来测量，简化了测量过程，同时保持了较高的测量精度。4.试验机的轴承座与轴承外圈不保持固定，其可以由轴承内外圈之间的摩擦力带动进行左右旋转摆动。轴承座与关节轴承的装配方式简单，只需将轴承座向下扣在关节轴承外圈上并用进行螺钉进行固定即可，所以卸下回转轴顶端的预紧螺母和上卡套，便可拿起轴承座并对关节轴承进行更换。所以试验关节轴承更换便利，操作简单，不会因为频繁更换轴承对试验机其他部件造成过度磨损。5.试验机主轴的转动速度和旋转摆动角度由主控计算机直接控制伺服电机完成，各传感器测得的参数值直接输入到主控计算机中进行分析，所以，本专利技术的自润滑关节轴承寿命试验机具有较高的自动化程度。6.试验机配备有多种尺寸规格的旋转轴衬套和轴承座衬套，可以实现对多种尺寸规格的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机，其特征为该试验机包括由试验机底板、安装底板、支撑座、摩擦磨损系统、动力传动系统、加载系统和数据采集处理系统；其中，动力传动系统从下到上贯穿试验机底板、安装底板和支撑座；摩擦磨损系统固定在支撑座顶部，加载系统安装在安装底板上，摩擦磨损系统通过牵引绳和加载系统相连；数据采集处理系统信号线与摩擦磨损系统、加载系统相连；/n所述的动力传动系统包括回转轴和伺服电机，其中，伺服电机位于试验机底板的下部，并通过法兰安装在回转轴的尾部；回转轴下部固定在试验机底板的底部，并竖直向上穿过圆盘状的试验机底板的中心；/n所述的安装底板为一块矩形板和一块L形板组成一个Z字型的整体，L形板位于下层，上面设置有通孔；L形板上通过螺栓将安装底板固定在试验机底板上，支撑座固定在L形板的通孔上方；矩形板上安装有加载卷筒和制动机构；/n所述的支撑座由上中下三部分组成，其下部为安装圆盘，中部为一个圆柱筒，上部包括一个圆形平台和位于其边缘的矩形跳板，所述的矩形跳板位于安装底板中矩形板的正上方；整个支撑座的L形板上；/n所述摩擦磨损系统包括：上卡套、下卡套、预紧螺母、轴承座、热电偶、振动传感器、力传感器Ⅰ；其中，其中，下卡套安装在回转轴的轴肩上，上端依次为关节轴承、上卡套和预紧螺母，关节轴承由关节轴承内圈和关节轴承外圈组成；关节轴承内圈下端嵌入下卡套的凹槽内，关节轴承内圈上端嵌入上卡套的凹槽内；/n轴承座套在关节轴承外圈上，其形状为环状圆台的壳体；轴承座的侧壁设置有轴承座压杆，还开有三个通孔，一个用于通过热电偶，另外两个用于安装预紧螺钉；热电偶穿过轴承座侧壁与关节轴承外圈外表面接触，振动传感器粘结在轴承座侧壁的凸台上，轴承座压杆中部开有通槽，位于两个力传感器Ⅰ之间；两个力传感器Ⅰ安装在支撑座上；/n所述的力传感器Ⅰ支撑座固定在支撑座的圆形平台上；力传感器Ⅰ支撑座两端，各有一个L型的力传感器Ⅰ安装座，二者相向设置；每个力传感器Ⅰ安装座上通过螺栓安装有一个力传感器Ⅰ，两个力传感器Ⅰ夹持轴承座压杆；/n所述的加载系统包括：加载卷筒、制动机构，牵引绳，定滑轮，力传感器Ⅱ；其中，加载卷筒由支座、卷筒和两端的棘轮组成，支座固定在安装底板的矩形板上；制动机构包括安装座、支撑杆和棘爪，安装座安装在安装底板的矩形板的滑槽上，2个棘爪分别安装在支撑杆顶部，与加载卷筒的棘轮匹配；定滑轮安装在支撑座上部的矩形跳板边缘，牵引绳一端与加载卷筒相连，另一端绕过定滑轮与力传感器Ⅱ一端相连，力传感器Ⅱ另一端通过牵引绳与轴承座压杆端部相连接；/n所述的数据采集处理系统包括顺次相连的信号调理电路、数据采集卡、主控计算机；两个力传感器Ⅰ、热电阻、振动传感器、力传感器Ⅱ分别和信号调理电路相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自润滑关节轴承摩擦磨损寿命试验机，其特征为该试验机包括由试验机底板、安装底板、支撑座、摩擦磨损系统、动力传动系统、加载系统和数据采集处理系统；其中，动力传动系统从下到上贯穿试验机底板、安装底板和支撑座；摩擦磨损系统固定在支撑座顶部，加载系统安装在安装底板上，摩擦磨损系统通过牵引绳和加载系统相连；数据采集处理系统信号线与摩擦磨损系统、加载系统相连；
所述的动力传动系统包括回转轴和伺服电机，其中，伺服电机位于试验机底板的下部，并通过法兰安装在回转轴的尾部；回转轴下部固定在试验机底板的底部，并竖直向上穿过圆盘状的试验机底板的中心；
所述的安装底板为一块矩形板和一块L形板组成一个Z字型的整体，L形板位于下层，上面设置有通孔；L形板上通过螺栓将安装底板固定在试验机底板上，支撑座固定在L形板的通孔上方；矩形板上安装有加载卷筒和制动机构；
所述的支撑座由上中下三部分组成，其下部为安装圆盘，中部为一个圆柱筒，上部包括一个圆形平台和位于其边缘的矩形跳板，所述的矩形跳板位于安装底板中矩形板的正上方；整个支撑座的L形板上；
所述摩擦磨损系统包括：上卡套、下卡套、预紧螺母、轴承座、热电偶、振动传感器、力传感器Ⅰ；其中，其中，下卡套安装在回转轴的轴肩上，上端依次为关节轴承、上卡套和预紧螺母，关节轴承由关节轴承内圈和关节轴承外圈组成；关节轴承内圈下端嵌入下卡套的凹槽内，关节轴承内圈上端嵌入上卡套的凹槽内；
轴承座套在关节轴承外圈上，其形状为环状圆台的壳体；轴承座...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国政，朱丽娜，刘倩，韩翠红，石佳东，刘云帆，李振，康嘉杰，王海斗，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：北京;11