多功能摩擦学性能实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能摩擦学性能实验系统，包括试验舱体、轴承套、试验轴、轴套、试验轴驱动装置、加载装置和综合性能测试单元，轴套和轴承套之间的空间为被测试件安装空间，试验舱体的两端分别与试验轴转动密封配合，试验舱体上设置有润滑剂进口和润滑剂出口；综合性能测试单元包括计算机、转矩转速检测装置、加载力检测装置、润滑剂温度检测装置、液膜厚度检测装置、以及润滑剂流量检测装置。本发明专利技术能同时进行径向和轴向加载，更真实地模拟被测试件的实际复杂工况，实现转速、转矩、温升、摩擦特性、试验加载力、PV值、动态刚度和动态阻尼等摩擦学综合性能测试，能真实、全面地试验和验证被测试件的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种试验设备，特别涉及一种滑动轴承、环块、特别是金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的综合性能检测实验系统。
技术介绍
金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承等机械基础件在机械传动特别是船舶、水轮机、汽轮机、水泵等机械装置中得到广泛应用。水润滑轴承采用新型工程复合材料替代贵重金属作为摩擦副，用天然水替代矿物油作为润滑介质，由多曲面圆弧直线凹槽的橡胶合金衬套和金属外壳有机结合为一体，具有摩擦系数小、耐磨、减振、低噪音、重量轻、装拆维修简便、对冲击不敏感等优点。将其与动密封件相结合，形成一体化的水润滑动 密封轴承，有效地降低或减少各种摩擦副因运动而产生的摩擦、磨损、振动、冲击、噪声、无功能耗、可靠性差、寿命短和艉轴油污泄露等问题，节省了大量油料和贵重有色金属等战略资源，很好地解决了环境友好问题。在生产和科研中，要求在国内外有关技术标准或规范规定的试验条件下评定滑动轴承、环块，特别是金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承等机械基础件的综合性能，即在水润滑、油润滑、边界润滑、自润滑和干摩擦等特殊与极端环境条件下，不同载荷、速度、润滑介质、温度、时间等各种工况下进行试验，测试试件的转速、转矩、温升、摩擦特性、试验加载力、密封性能、PV值、动态刚度和动态阻尼等摩擦学综合性能技术指标，以用于准确地了解金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承等机械基础件的载荷特性和动态服役行为，建立高可靠低噪声水润滑橡胶轴承系统实验与评价体系，帮助科研技术人员开展对金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的理论性研究，有利于滑动轴承、环块的生产、开发和改进。但当前技术中针对金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的综合性能测试手段不够完善，没有能真实完整地模拟金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承实际工况的实验系统，特别是激振加载，没有先进的测试设备和测试方法来对金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承进行综合性能测试，特别是无法准确地测量液膜厚度，从而不能真正地掌握滑动轴承和环块的承载机理、润滑机理以及磨损机理等规律。因此，需研发一种能模拟金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承实际复杂工况的综合性能实验系统，完善对金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承等机械基础件的各项性能检测，以便于评价金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的综合性能，掌握水润滑摩擦副的承载与失效机理、摩擦学性能与动态服役行为等规律，全面深入分析复合材料特性、轴承和滑块结构形状、负载变化、工作速度、特殊与极端环境等多因素、多层次耦合机制对机械系统动态服役行为的影响，为开发无污染、低噪声、高可靠、长寿命、高效节能的滑动轴承和环块等摩擦学机械基础件提供关键科学技术依据和试验平台支撑
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种多功能摩擦学性能实验系统，该多功能摩擦学性能实验系统能采用滑动摩擦和伺服电动缸径向、轴向加载的形式，在国内外有关技术标准或规范规定的试验条件下评定滑动轴承、环块，特别是金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承等机械基础件的综合性能，即在水润滑、油润滑、边界润滑、自润滑和干摩擦等特殊与极端环境条件下，不同载荷、速度、润滑介质、温度、时间等各种工况下进行试验，测试试件的转速、转矩、温升、摩擦特性、试验加载力、密封性能、PV值、动态刚度和动态阻尼等摩擦学综合性能技术指标。本专利技术的具体方案为 本专利技术多功能摩擦学性能实验系统，包括试验舱体、以可拆卸的方式固定设置于试验舱体中的轴承套、设置于轴承套中并与其同轴的试验轴、以可拆卸的方式固定外套于试验轴上的轴套、用于驱动试验轴的驱动装置和用于对试验舱体加载的加载装置，轴套和轴承套之间的空间为被测试件安装空间，试验舱体的两端分别与试验轴转动密封配合，且轴承套两端外侧的试验舱体上设置有润滑剂进口和润滑剂出口 ； 所述加载装置包括沿试验轴径向向试验舱体施加载荷的径向加载装置和沿试验轴轴向向试验舱体施加载荷的轴向加载装置； 还包括综合性能测试单元，所述综合性能测试单元包括计算机，综合性能测试单元还包括试验轴转矩转速检测装置、加载力检测装置、润滑剂温度检测装置、试验轴和被测试件间的液膜厚度检测装置、以及流入流出试验舱体润滑剂流量检测装置中的一种、几种或全部，所述试验轴转矩转速检测装置、润滑剂温度检测装置、液膜厚度检测装置、流入流出试验舱体润滑剂流量检测装置的检测数据输入计算机。进一步，所述径向加载装置为两个，并以加载力相互垂直的方式布置；所述轴向加载装置至少为两个、并在以试验轴轴心线为中心的圆周上均匀布置； 进一步，所述径向加载装置和轴向加载装置均为伺服电动缸； 进一步，所述加载力检测装置包括设置在径向加载装置和试验舱体结合部的第一压力传感器和设置在轴向加载装置和试验舱体结合部的第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器向计算机输入检测信号，计算机向伺服电动缸输入控制信号； 进一步，所述转矩转速检测装置为转矩转速传感器，所述转矩转速传感器的动力输入端同驱动装置的动力输出端连接，转矩转速传感器的动力输出端同试验轴连接； 进一步，所述驱动装置为变频电机，变频电机的转子和转矩转速传感器的动力输入端通过弹性联轴器连接，转矩转速传感器的动力输出端和试验轴通过弹性联轴器连接；转矩转速传感器向计算机输入检测信号，计算机向变频电机输入控制信号； 进一步，所述润滑剂温度检测装置包括分别设置于试验舱体的润滑剂进口和润滑剂出口旁的温度传感器和设置于试验舱体上对试验舱体内润滑剂加热的加热器；温度传感器的检测数据输入计算机，计算机向加热器输出控制信号； 进一步，所述流量检测装置包括两个涡轮流量计、压力控制阀和流量控制阀，两个涡轮流量计分别设置于试验舱体的润滑剂进口和润滑剂出口，压力控制阀和流量控制阀设置于与试验舱体的润滑剂进口相连的管路上，涡轮流量计的检测数据输入计算机，计算机向压力控制阀和流量控制阀输出控制信号； 进一步，所述液膜厚度检测装置为设置于试验轴或被测试件上的激光位移传感器；进一步，还包括润滑剂循环供给系统，润滑剂循环供给系统的出口和试验舱体上的润滑剂进口连通，润滑剂循环供给系统的进口和试验舱体上的润滑剂出口连通。本专利技术的有益效果 I、本专利技术多功能摩擦学性能实验系统能同时进行径向和轴向两个方向加载，更真实地模拟金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的实际复杂工况，并且对金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的性能测试较完整，包括转速、转矩、温升、摩擦特性、试验加载力、密封性能、PV值、动态刚度和动态阻尼等摩擦学综合性能测试，能真实、合理、有效、全面地试验和验证待测金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的综合性能。2、可通过对各伺服电动缸分别独立控制，使试验轴实现对被测试件施加两个相互垂直方向不同频率的激振力，真实地模拟轴承的实际工况，从而获取金属滑动轴承、水润滑轴承、水润滑动密封轴承的动态特性，如动态刚度和动态阻尼特性等。3、本专利技术中的轴套和轴承套均可拆卸，可通过选择不同规格的轴套和轴承套来与不同规格的被测试件配合，从而能实现对不同规格的被测试件进行试验，且轴套和轴承套磨损后易于更换，操作方便，节省费用。4、本专利技术通过涡轮流量计测出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周广武，王家序，李俊阳，杨荣松，袁佳，蒲伟，郭胤，刘文红，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：