【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴承寿命测试试验，具体地讲，涉及一种向心关节轴承磨损寿命试验系统及试验方法。
技术介绍
1、向心关节轴承是一种滑动轴承，因具有结构简单、体积小、承载能力强等特点，而被广泛应用在航空、交通、生物医药、机械制造等诸多领域。磨损寿命试验用于评估向心关节轴承在一定试验条件下的耐久性寿命指标，是关节轴承型号产品的设计研发、选型定制的重要评判依据。
2、目前，国内外具有一些可用于向心关节轴承寿命试验的试验机产品，并且达到了较高的测量精度。但是，这些试验机通常功能较为单一、检测范围有限，难以满足多种类型关节轴承不同试验条件的测试要求。其不足主要表现在：（1）仅能对轴承施加径向载荷，而不能施加轴向载荷，无法测试向心关节轴承在径向、轴向复合载荷作用下的寿命指标；（2）内圈摆动幅度固定，无法研究不同内圈摆动幅度下的轴承寿命；（3）适用范围有限，通常仅适用于几种固定型号的向心关节轴承，通用性较差；（4）不能对多个轴承进行试验，试验效率较低。
3、针对上述问题，近年来，领域内的研究人员相继研究提出了一些解决方案。专利cn103323241b公开了一种复合摆动式关节轴承寿命试验机，可同时对两个及以上关节轴承进行试验，提高了寿命试验效率。专利cn111189636b公开了一种用于关节寿命试验的夹具系统，可以模拟关节轴承同时受到径向力和轴向力的情况。专利cn114813120a公开了一种轴向和径向协同固定的关节轴承寿命试验设备，可通过径向夹紧组件和轴向夹紧组件实现对关节轴承的径向、轴向同时加载、固定。
4、但
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种向心关节轴承磨损寿命试验系统及试验方法，满足多种类型关节轴承不同试验条件的寿命测试要求。
2、本专利技术采用如下技术方案实现专利技术目的：
3、一种向心关节轴承磨损寿命试验系统，包括操作台、摆动驱动模块、轴承装夹模块、轴向加载模块及径向加载模块，其特征在于：所述操作台包括台面及机柜，所述机柜的上侧固定连接所述台面；所述摆动驱动模块竖直布置，下部安装在所述机柜前端，上部安装在所述台面前端；所述轴承装夹模块设有2个，水平、左右对称布置在所述台面上侧，所述轴承装夹模块设置在所述摆动驱动模块后侧；所述轴向加载模块设有2个，分别安装在所述台面上，位于所述摆动驱动模块与两个所述轴承装夹模块之间；所述径向加载模块设有2个，分别安装在所述台面上，位于两个所述轴承装夹模块中部上侧。
4、作为本技术方案的进一步限定，所述摆动驱动模块包括减速电机、连接法兰、惯性飞轮、可调连杆、连接螺栓及导轨滑台，所述减速电机安装在所述机柜内，所述惯性飞轮通过所述连接法兰安装在所述减速电机输出轴的末端，所述导轨滑台设置在所述惯性飞轮的上方，所述导轨滑台安装在所述台面上，所述可调连杆的下端通过所述连接螺栓转动连接所述惯性飞轮，所述可调连杆的上端通过所述连接螺栓转动连接所述导轨滑台的滑座，所述惯性飞轮、所述可调连杆及所述滑座三者形成曲柄滑块机构，所述摆动驱动模块还包括齿轮齿条副及齿轮支座，所述齿轮齿条副为2组，对称布置在所述导轨滑台的两侧，其齿条安装在所述滑座的一侧，其齿轮通过齿轮轴和个轴承固定座转动安装在所述齿轮支座上，所述齿轮支座安装在所述台面上。
5、作为本技术方案的进一步限定，所述轴承装夹模块包括底板、直线导轨、卡盘座、三爪卡盘、顶尖、顶尖座、芯轴、第一联轴器、第二联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器支座、传动转轴及顶推组件，所述底板安装在所述台面上，所述直线导轨设有2根，左右对称安装在所述底板中部，所述直线导轨上部前后两端分别滑套有滑块，所述卡盘座和所述顶尖座分别通过个工字形连接件安装在对应的所述滑块上，所述卡盘座和所述顶尖座中部设有同轴的轴承安装孔；所述三爪卡盘通过滚动轴承安装在所述卡盘座上，所述顶尖通过滚动轴承安装在所述顶尖座上；所述三爪卡盘中部设有固定顶尖；所述芯轴的两端可分别由所述三爪卡盘和所述顶尖支撑、夹紧，待测关节轴承套装在所述芯轴中部；所述扭矩传感器通过所述扭矩传感器支座及对应的工字形连接件安装在所述底板上，所述扭矩传感器的输入轴通过所述第一联轴器与所述齿轮轴相连，所述扭矩传感器的输出轴通过所述第二联轴器与所述传动转轴相连，所述传动转轴固定连接所述三爪卡盘，所述顶推组件安装在所述底板上。
6、作为本技术方案的进一步限定，所述轴向加载模块包括第一拉压力传感器、传感器连接件、第一法兰螺母、第一传动螺杆及第一手轮；所述第一拉压力传感器通过第一传感器支座安装在所述卡盘座下部，所述第一拉压力传感器输入端与所述传感器连接件相连；所述第一法兰螺母安装在所述扭矩传感器支座中部的通孔处；所述第一传动螺杆套装在所述第一法兰螺母内，与其形成丝杠螺母副，所述第一传动螺杆前端与所述第一手轮固定连接，所述第一传动螺杆后端与所述传感器连接件相连。
7、作为本技术方案的进一步限定，所述径向加载模块包括轴承座、轴承座支座、直线模组、第二拉压力传感器、第二传感器支座及温度传感器；所述轴承座支座安装在所述底板上，所述轴承座支座上部两侧设有滑槽；所述轴承座滑套在所述轴承座支座两侧的滑槽内，所述轴承座一侧设有传感器安装孔；所述直线模组通过模组支座安装在所述台面上；所述第二拉压力传感器通过所述第二传感器支座安装在所述直线模组的滑块上；所述温度传感器安装在所述轴承座的传感器安装孔内。
8、作为本技术方案的进一步限定，所述顶推组件包括顶推支座、顶推连接件、手轮支座、第二法兰螺母、第二传动螺杆及第二手轮；所述顶推连接件通过所述顶推支座安装在所述顶尖座下部；所述手轮支座通过工字连接件安装在所述底板后端中部，所述第二法兰螺母安装在所述手轮支座中部的通孔处；所述第二传动螺杆套装在所述第二法兰螺母内，与其形成丝杠螺母副，所述第二传动螺杆后端与所述第二手轮固定连接，所述第二传动螺杆前端与所述顶推连接件固定连接。
9、作为本技术方案的进一步限定，所述齿轮轴、所述扭矩传感器、所述传动转轴、所述三爪卡盘及所述顶尖同轴。
10、作为本技术方案的进一步限定，所述芯轴两端设有中心孔、中部设有轴肩，与待测关节轴承内圈结合处采用过渡配合；所述轴承座中部设有与所述待测关节轴承外圈相配的半圆柱孔和挡环；所述轴肩和所述挡环分列于所述待测关节轴承的两侧。
11、作为本技术方案的进一步限定，所述惯性飞轮上沿径向设有一组与所述连接螺栓匹配的螺纹孔。
12、一种向心关节轴承磨损寿命试验系统的试验方法，包括以下步骤：
13、s1：将所述待测关节轴承套装在所述芯轴上，并将所述芯轴置于两顶尖之间，然后，将所述轴承座放入所述轴承座支座的滑槽内，通过所述芯轴的轴肩和所述轴承座的挡环对所述待测关节轴承进行轴向固定；
14、s2：控制所述三爪卡盘闭合，夹紧所述芯轴；
15、s3：手动旋转所述第一手轮，通过所述轴向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种向心关节轴承磨损寿命试验系统，包括操作台（1）、摆动驱动模块（2）、轴承装夹模块（3）、轴向加载模块（4）及径向加载模块（5），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述摆动驱动模块（2）包括减速电机（21）、连接法兰（22）、惯性飞轮（23）、可调连杆（24）、连接螺栓（25）及导轨滑台（26），所述减速电机（21）安装在所述机柜（12）内，所述惯性飞轮（23）通过所述连接法兰（22）安装在所述减速电机（21）输出轴的末端，所述导轨滑台（26）设置在所述惯性飞轮（23）的上方，所述导轨滑台（26）安装在所述台面（11）上，所述可调连杆（24）的下端通过所述连接螺栓（25）转动连接所述惯性飞轮（23），所述可调连杆（24）的上端通过所述连接螺栓（25）转动连接所述导轨滑台（26）的滑座（261），所述惯性飞轮（23）、所述可调连杆（24）及所述滑座（261）三者形成曲柄滑块机构，所述摆动驱动模块（2）还包括齿轮齿条副（27）及齿轮支座（28），所述齿轮齿条副（27）为2组，对称布置在所述导轨滑台（26）的两侧，其齿条（
3.根据权利要求2所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述轴承装夹模块（3）包括底板（31）、直线导轨（32）、卡盘座（33）、三爪卡盘（34）、顶尖（35）、顶尖座（36）、芯轴（37）、第一联轴器（38）、第二联轴器（39）、扭矩传感器（40）、扭矩传感器支座（41）、传动转轴（42）及顶推组件（43），所述底板（31）安装在所述台面（11）上，所述直线导轨（32）设有2根，左右对称安装在所述底板（31）中部，所述直线导轨（32）上部前后两端分别滑套有滑块（321），所述卡盘座（33）和所述顶尖座（36）分别通过2个工字形连接件（44）安装在对应的所述滑块（321）上，所述卡盘座（33）和所述顶尖座（36）中部设有同轴的轴承安装孔；所述三爪卡盘（34）通过滚动轴承安装在所述卡盘座（33）上，所述顶尖（35）通过滚动轴承安装在所述顶尖座（36）上；所述三爪卡盘（34）中部设有固定顶尖（341）；所述芯轴（37）的两端可分别由所述三爪卡盘（34）和所述顶尖（35）支撑、夹紧，待测关节轴承（45）套装在所述芯轴（37）中部；所述扭矩传感器（40）通过所述扭矩传感器支座（41）及对应的工字形连接件（44）安装在所述底板（31）上，所述扭矩传感器（40）的输入轴通过所述第一联轴器（38）与所述齿轮轴（273）相连，所述扭矩传感器（40）的输出轴通过所述第二联轴器（39）与所述传动转轴（42）相连，所述传动转轴（42）固定连接所述三爪卡盘（34），所述顶推组件（43）安装在所述底板（31）上。
4.根据权利要求3所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述轴向加载模块（4）包括第一拉压力传感器（51）、传感器连接件（52）、第一法兰螺母（53）、第一传动螺杆（54）及第一手轮（55）；所述第一拉压力传感器（51）通过第一传感器支座（56）安装在所述卡盘座（33）下部，所述第一拉压力传感器（51）输入端与所述传感器连接件（52）相连；所述第一法兰螺母（53）安装在所述扭矩传感器支座（41）中部的通孔处；所述第一传动螺杆（54）套装在所述第一法兰螺母（53）内，与其形成丝杠螺母副，所述第一传动螺杆（54）前端与所述第一手轮（55）固定连接，所述第一传动螺杆（54）后端与所述传感器连接件（52）相连。
5.根据权利要求4所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述径向加载模块（5）包括轴承座（61）、轴承座支座（62）、直线模组（63）、第二拉压力传感器（64）、第二传感器支座（65）及温度传感器（66）；所述轴承座支座（62）安装在所述底板（31）上，所述轴承座支座（62）上部两侧设有滑槽；所述轴承座（61）滑套在所述轴承座支座（62）两侧的滑槽内，所述轴承座（61）一侧设有传感器安装孔；所述直线模组（63）通过模组支座（67）安装在所述台面（11）上；所述第二拉压力传感器（64）通过所述第二传感器支座（65）安装在所述直线模组（63）的滑块上，所述温度传感器（66）安装在所述轴承座（61）的传感器安装孔内。
6.根据权利要求5所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述顶推组件（43）包括顶推支座（71）、顶推连接件（72）、手轮支座（73）、第二法兰螺母（74）、第二传动螺杆（75）及第二手...
【技术特征摘要】
1.一种向心关节轴承磨损寿命试验系统，包括操作台（1）、摆动驱动模块（2）、轴承装夹模块（3）、轴向加载模块（4）及径向加载模块（5），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述摆动驱动模块（2）包括减速电机（21）、连接法兰（22）、惯性飞轮（23）、可调连杆（24）、连接螺栓（25）及导轨滑台（26），所述减速电机（21）安装在所述机柜（12）内，所述惯性飞轮（23）通过所述连接法兰（22）安装在所述减速电机（21）输出轴的末端，所述导轨滑台（26）设置在所述惯性飞轮（23）的上方，所述导轨滑台（26）安装在所述台面（11）上，所述可调连杆（24）的下端通过所述连接螺栓（25）转动连接所述惯性飞轮（23），所述可调连杆（24）的上端通过所述连接螺栓（25）转动连接所述导轨滑台（26）的滑座（261），所述惯性飞轮（23）、所述可调连杆（24）及所述滑座（261）三者形成曲柄滑块机构，所述摆动驱动模块（2）还包括齿轮齿条副（27）及齿轮支座（28），所述齿轮齿条副（27）为2组，对称布置在所述导轨滑台（26）的两侧，其齿条（271）安装在所述滑座（261）的一侧，其齿轮（272）通过齿轮轴（273）和2个轴承固定座（274）转动安装在所述齿轮支座（28）上，所述齿轮支座（28）安装在所述台面（11）上。
3.根据权利要求2所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述轴承装夹模块（3）包括底板（31）、直线导轨（32）、卡盘座（33）、三爪卡盘（34）、顶尖（35）、顶尖座（36）、芯轴（37）、第一联轴器（38）、第二联轴器（39）、扭矩传感器（40）、扭矩传感器支座（41）、传动转轴（42）及顶推组件（43），所述底板（31）安装在所述台面（11）上，所述直线导轨（32）设有2根，左右对称安装在所述底板（31）中部，所述直线导轨（32）上部前后两端分别滑套有滑块（321），所述卡盘座（33）和所述顶尖座（36）分别通过2个工字形连接件（44）安装在对应的所述滑块（321）上，所述卡盘座（33）和所述顶尖座（36）中部设有同轴的轴承安装孔；所述三爪卡盘（34）通过滚动轴承安装在所述卡盘座（33）上，所述顶尖（35）通过滚动轴承安装在所述顶尖座（36）上；所述三爪卡盘（34）中部设有固定顶尖（341）；所述芯轴（37）的两端可分别由所述三爪卡盘（34）和所述顶尖（35）支撑、夹紧，待测关节轴承（45）套装在所述芯轴（37）中部；所述扭矩传感器（40）通过所述扭矩传感器支座（41）及对应的工字形连接件（44）安装在所述底板（31）上，所述扭矩传感器（40）的输入轴通过所述第一联轴器（38）与所述齿轮轴（273）相连，所述扭矩传感器（40）的输出轴通过所述第二联轴器（39）与所述传动转轴（42）相连，所述传动转轴（42）固定连接所述三爪卡盘（34），所述顶推组件（43）安装在所述底板（31）上。
4.根据权利要求3所述的向心关节轴承磨损寿命试验系统，其特征在于：所述轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵栋杰，范振师，张翠华，张坤，王怡旎，王禄，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：
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