CN101487751B - 轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置 - Google Patents

轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置 Download PDF

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Abstract

一种轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，包括安装在机架底座上的固定、轴向加载、显示、测量组件，所述测量组件由相同两上、下轴承安装在轴承座内固定在机架工作台上，工作台上的衬套支撑着下轴承外圈端面与内圈端面不接触，加载头紧压上轴承外圈端面构成。采用两相同轴承测量，为使轴向负荷不直接施加到传动轴和驱动装置上，影响、损坏驱动装置的工作。通过调压器调节直流电机的电压从而调节其的转速。通过转动螺杆调节轴向负荷。本装置可测量较大及不同的负荷、较高转速及不同转速的轴承，即测量范围广并可调节，可满足用户的不同需要，另外其结构简单、易制作，操作使用方便、准确、直观，通用性大，实用性强。

Description

轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置
技术领域
[0001] 本发明涉及轴承摩擦力矩的测量装置，特别是一种轴承在不同轴向负荷、转速下 摩擦力矩的测量装置。
背景技术
[0002] 因轴承的摩擦性能是轴承动态性能的重要技术指标之一，是直接影响轴承使用寿 命，及轴承使用主机系统可靠性和精确性的重要因素。为此使用轴承的主机厂家，要求轴承 生产厂家能提供轴承摩擦力矩的准确技术参数，但国内现有的设备，还无法满足对中小型 轴承摩擦力矩的定量检测、分析和性能试验的要求，为此有关解决测量轴承摩擦力矩的测 量装置应运而生。
[0003] 专利号200610052086. 8 “轴承微负荷、不同转速摩擦力矩测量及测量仪”，仅提供
了一种在微量径向负荷和不同转速下测量轴承摩擦力矩的简单方法。此测量仪不能测量在 不同轴向负荷、不同转速下轴承的摩擦力矩。
[0004] 专利号200720091651. 1“一种陀螺电机轴连轴承摩擦力矩测试装置”，此装置仅能 测试小负荷的特种轴连轴承，且测量范围小，仅能用加载环对轴连轴承施加ION以下的轴 向负荷，此装置还不能用来测定轴承在大的轴向负荷和高转速条件下的动态摩擦力矩。
[0005] 专利申请号200710054386. 4 “一种非接触式轴承启动摩擦力矩测量方法及测量 仪”，此装置是把轴承安装在空气轴承支承的主轴上，用汽缸加载，用电磁力矩作为驱动力 矩，给被测轴承施加轴向负荷来测量轴承从静态到开始启动运转时的启动摩擦力矩，因汽 缸加载的负荷要受到空气轴承的限制，该装置也不能用于测量轴承在不同轴向负荷和不同 转速下轴承的动态摩擦力矩。
[0006] 综上所述，各专利都存在很大的局限性，其使用、测量范围都很小，还不能广泛推 广应用。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩 的测量装置，此测量装置可对所加的轴向负荷的大小、转速的高低进行调节，测量范围广、 精度高、使用方便。
[0008] 本发明解决上述问题所采用的技术方案为：轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力 矩的测量装置，包括安装在机架底座上的固定组件、轴向加载组件、显示组件、测量组件，所 述的固定组件由直流电机，工作台固定在机架底座上，并直流电机与调压器连接构成；所述 的轴向加载组件由带弹簧的螺杆与加载杆连接成一体，并和加载头分别固定在重力传感器 上，并重力传感器与负荷仪表连接构成；所述显示组件由扭矩传感器通过上、下联轴节与芯 轴、直流电机旋转轴连接，并扭矩传感器还与扭矩仪表连接构成；所述测量组件由相同两 上、下轴承与芯轴连接，安装在轴承座内固定在机架工作台上，工作台上的衬套支撑着下轴 承外圈端面，与内圈端面不接触，并加载头紧压上轴承外圈端面构成。[0009] 与现有技术相比，本发明的优点在于：1、现有技术是由特制的力矩发生器产生的 感应电磁力作为驱动力矩，或由光栅转子套装在加载环上，通过光电传感器感应来驱动轴 连轴承转动，因此其转动速度低，无法测量高转速下的摩擦力矩，本装置由直流电机直接驱 动而且转速可调节，因此轴承转动速度可高、可低，转速可达到100转/分〜7000转/分；
[0010] 2、现有技术是通过加载环对轴连轴承施加轴向载荷，即直接施加负荷于轴承，但 只能施加较小的负荷，否则大负荷将驱动装置都要压坏，因此仅能用于特种、小轴承、小转 速的测量。本装置采用两套相同型号的轴承同时测量摩擦力矩，是为使轴向负荷不直接施 加到传动轴和驱动装置上，而是把轴向负荷卸载到机架的工作台上，因此可用于测量不同 大小的负载和转速，测量范围广，并测量范围大小可调节，精度高，通用性大，结构简单，易 制作，实用性强。
附图说明
[0011] 图1、本发明的结构示意图。
[0012] 图2、图1的局部放大图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0014] 直流电机15和工作台10用螺钉固定在底板16上，底板16用螺钉固定在机架的 底座17上，并直流电机15与调压器18连接构成固定组件。
[0015] 螺杆1与加载杆3连接成整体，螺杆下端还套有弹簧2，加载杆3穿过机架横档21 上的通孔，用加载杆3下端的螺纹固定在重力传递器4上端的螺孔内，而加载头5与重力传 感器4下端的螺孔连接，重力传感器4还与负荷表20连接构成轴向加载组件。
[0016] 被测轴承选用型号规格相同的两轴承，上轴承6、下轴承9水平放置在轴承座8内， 两轴承的外径与轴承座8内孔滑动配合，两轴承的内孔与芯轴7过盈配合，轴承座8用螺钉 固定在工作台10面上，衬套11嵌放在工作台10上，支撑下轴承9的外圈端面与下轴承9 内圈端面不接触构成测量组件。
[0017] 扭矩传感器13的上端传动轴与芯轴7下端，通过上联轴节12的柔性连接用紧定 螺钉连接成一体。
[0018] 扭矩传感器13的下端传动轴与直流电机15旋转轴，通过下联轴节14的柔性连接 用紧定螺钉连接成一体。
[0019] 扭矩传感器13的外壳用螺钉固定在工作台10的侧壁上，扭矩传感器13还与扭矩 表19连接构成显示组件。
[0020] 使用时，顺时针方向旋转螺杆1使其向下运动压缩弹簧2，弹簧2通过加载杆3把 负荷加载到重力传感器4上，重力传感器4通过加载头5把负荷施加到被测上轴承6的外 圈端面上，通过芯轴7作用传到被测下轴承9的内圈端面上，直流电机15的转速可用转速 表测量，被测两上、下轴承6、9在直流电机15、芯轴7的带动下以一定的转速旋转，这时负荷 表20可显示出轴向负荷的大小N，扭矩表19可显示出上、下轴承6、9在一定转速、一定轴向 负荷下的摩擦力矩值，即为上、下两轴承的摩擦力矩值之和，其的1/2就是一个被测轴承的 摩擦力矩值。[0021] 可不断调整调压器18的电压，即调节供给直流电机15的不同电压，可用于改变直 流电机的转速，同时旋转螺杆1，通过弹簧2对重力传感器4加载不同轴向负荷，就可通过负 荷表20、扭矩表19、转速表（图未画）显示出在不同轴向负荷、不同转速下轴承的不同摩擦 力矩值。该装置操作使用方便、准确、直观，可用于不同型号的轴承在不同轴向负荷和转速 下的摩擦力矩的测量，测量范围广，可在实际生产中推广应用。

Claims (5)

  1. 一种轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，包括安装在机架底座(17)上的固定组件、轴向加载组件、显示组件、测量组件，所述的固定组件由直流电机(15)、工作台(10)固定在机架底座(17)上，并直流电机(15)与调压器(18)连接构成；所述的轴向加载组件由带弹簧(2)的螺杆(1)与加载杆(3)连接成一体，加载杆(3)和加载头(5)分别固定在重力传感器(4)上，并重力传感器(4)与负荷表(20)连接构成；其特征在于所述显示组件由扭矩传感器(13)通过上联轴节(12)与芯轴(7)连接、通过下联轴节(14)与直流电机(15)旋转轴连接，扭矩传感器(13)还与扭矩表(19)连接构成；所述测量组件由相同两上、下轴承(6、9)与芯轴(7)连接，所述上、下轴承(6、9)的内孔与芯轴(7)过盈配合，安装在轴承座(8)内固定在工作台(10)上，工作台(10)上的衬套(11)支撑着下轴承(9)外圈端面与内圈端面不接触，并加载头(5)紧压上轴承(6)外圈端面构成。
  2. 2.根据权利要求1所述的轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，其特征 在于所述上、下轴承（6、9)的外径与所述的轴承座（8)内孔滑动配合。
  3. 3.根据权利要求1所述的轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，其特征 在于所述的直流电机（15)和工作台（10)用螺钉固定在底板（16)上，底板（16)用螺钉固 定在机架的底座（17)上。
  4. 4.根据权利要求1所述的轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，其特征 在于所述的加载杆（3)、加载头（5)分别用其上的螺纹固定在重力传感器（4)上、下端的螺 孔内。
  5. 5.根据权利要求1所述的轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置，其特征 在于所述的扭矩传感器（13)的上端传动轴与芯轴（7)下端，通过与上联轴节（12)的柔性 连接用紧定螺钉连接成一体，扭矩传感器（13)的下端传动轴与直流电机（15)旋转轴，通过 与下联轴节（14)的柔性连接用紧定螺钉连接成一体，扭矩传感器（13)的外壳用螺钉固定 在工作台(10)的侧壁上。
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