CN102901594A

CN102901594A - 一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置

Info

Publication number: CN102901594A
Application number: CN2012103695681A
Authority: CN
Inventors: 胡继星; 曹珍; 苟世宁; 赵云平; 郝宏
Original assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Current assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括依次配合安装的电机、联轴器和成对轴承组件，依次与所述成对轴承组件连接的应力应变传感器和应变采集分析系统，以及与所述电机连接的电机控制器。本发明所述成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，可以克服现有技术中不适用于成对滚动轴承、加载方式单一和实用性差等缺陷，以实现适用于成对滚动轴承、稳定性好、测量精度高和实用性好的优点。

Description

一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置

技术领域

本发明涉及滚动轴承摩擦力矩测试技术领域，具体地，涉及一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置。

背景技术

在滚动轴承摩擦力矩测试技术领域，滚动轴承的摩擦力矩，是轴承自身多种因素作用的结果，是影响轴承运转平稳性和运转寿命的主要因素，滚动轴承摩擦力矩过大会引起轴承温度的上升；过分的温度上升，将使润滑剂劣化、磨损加剧，甚至导致滚动表面烧伤，轴承损坏。摩擦力矩是轴承设计和轴承应用时必须考虑的主要因素，因此滚动轴承摩擦力矩的准确测量对轴承的设计、应用都有很好的指导意义。

滚动轴承的摩擦力矩是一个十分复杂的问题，它不仅与轴承本身的结构尺寸、几何精度、材料及热处理性能有关，还与工作载荷、装配精度、润滑条件及环境参数有关，是一个非平稳的周期性的随机过程。

目前，国内外轴承摩擦力矩测量装置，只能测量定载荷下单个轴承的摩擦力矩，不能测量成对滚动轴承的摩擦力矩，而且加载方式比较单一。由于轴承使用过程中一般都是成对使用，所以成对轴承摩擦力矩的测量，对滚动轴承设计和使用有很好的指导意义。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在不适用于成对滚动轴承、加载方式单一和实用性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，以实现适用于成对滚动轴承、稳定性好、测量精度高和实用性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括依次配合安装的电机、联轴器和成对轴承组件，依次与所述成对轴承组件连接的应力应变传感器和应变采集分析系统，以及与所述电机连接的电机控制器。

进一步地，以上所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，还包括用于安装所述成对轴承组件的支架，以及配合安装在所述支架和成对轴承组件之间的支架轴承。

进一步地，所述成对轴承组件，包括一端与所述连轴器配合安装的传动轴，位于所述传动轴定位轴肩一侧、且套装在传动轴上一对被测轴承，以及分别紧靠所述一对被测轴承远离连轴器的一侧、套装在传动轴上一个加载头。

进一步地，以上所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，还包括紧靠所述一个加载头配合套装在传动轴上、且用于将轴向加载力锁定的锁紧机构。

进一步地，在所述锁紧机构与加载头之间，还设有弹性加载元件。

进一步地，以上所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，还包括与传动轴配合设置将一对被测轴承定位的组件壳体，组件壳体与相应待测轴承的轴承外圈配合安装，对称地安装在所述组件壳体左右侧的一对轴承端盖，以及配合安装在所述组件壳体与一对轴承端盖之间的多个螺钉，所述组件壳体与一对轴承端盖之间通过多个螺钉固定。

进一步地，在所述一对组件壳体上，还安装有一个传力螺钉；所述应力应变传感器与相应的传力螺钉连接。

进一步地，在所述组件壳体和一对被测轴承之间，对应地安装有一个外圈垫片。

进一步地，所述应力应变传感器包括箔式全桥悬臂应变片；和/或，所述应变采集分析系统包括应变分析仪。

本发明各实施例的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，由于包括依次配合安装的电机、联轴器和成对轴承组件，依次与成对轴承组件连接的应力应变传感器和应变采集分析系统，以及与电机连接的电机控制器；可以将被测成对轴承内、外圈的力矩信号转换成力信号，该力信号通过应力应变传感器进行测量，将力信号转化为电信号，用应变采集分析系统对应力应变传感器的电信号进行转化、调理，最终实现了摩擦力矩的高精度测试；从而可以克服现有技术中不适用于成对滚动轴承、加载方式单一和实用性差的缺陷，以实现适用于成对滚动轴承、稳定性好、测量精度高和实用性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置的结构示意图；

图2为本发明成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置中成对轴承组件的结构示意图；

图3为本发明成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置的工作流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-电机；2-连轴器；3-支架；4-支架轴承；5-成对轴承组件；6-应力应变传感器；7-应变采集分析系统；8-电机控制器；9-传动轴；10-轴承端盖两个；11-被测轴承；12-外圈垫片；13-组件壳体；14-加载头；15-弹性加载元件；16-锁紧机构；17-传力螺钉。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，提供了一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置。如图1-图3所示，本实施例包括依次配合安装的电机1、联轴器和成对轴承组件5，依次与成对轴承组件5连接的应力应变传感器6和应变采集分析系统7，以及与电机1连接的电机控制器8；还包括用于安装成对轴承组件5的支架3，以及配合安装在支架3和成对轴承组件5之间的支架轴承4。该应力应变传感器6包括箔式全桥悬臂应变片，该应变采集分析系统7包括应变分析仪。

这里，电机控制器8可以设置如下几种模式：单向匀速连续转动、单向匀速间歇转动和正反向匀速转动；应力应变传感器6可以把待测成对轴承的力信号转换成电信号进行采集，在应变采集分析系统7的作用下可以精确测量待测成对滚动轴承的实时摩擦力矩数据。上述应力应变传感器6采用箔式全桥悬臂应变片，该类传感器线性和稳定性好、输出精度高，结构简单、信号易于传输控制。

其中，上述成对轴承组件5，包括一端与连轴器2配合安装的传动轴9，位于所述传动轴定位轴肩一侧、且套装在传动轴上一对被测轴承（如被测轴承11），以及分别紧靠一对被测轴承远离连轴器2的一侧、且套装在传动轴9上一个加载头。

该成对轴承组件5，还包括紧靠加载头配合套装在传动轴9上、且用于将轴向加载力锁定的锁紧机构16；在锁紧机构与一对加载头之间，还设有弹性加载元件15。这里，套装在传动轴9上的锁紧机构、弹性加载元件、加载头，共同构成套装在传动轴9上的轴向加载装置；轴向加载装置在轴向加载状态下，对成对待测轴承的摩擦力矩进行测量，从而克服现有技术中的难题，实现成对滚动轴承摩擦力矩的准确测量。轴向加载装置可以将砝码准确加载后，通过锁紧机构锁紧在传动轴9上，通过调节加载砝码重量，可测试不同载荷下轴承摩擦力矩值。

该成对轴承组件5，还包括与传动轴9配合设置将一对被测轴承11定位的组件壳体，组件壳体与相应被测轴承的轴承外圈配合安装，对称地安装在所述组件壳体左右侧的一对轴承端盖（如轴承端盖10），以及配合安装在所述组件壳体与一对轴承端盖之间的多个螺钉，所述组件壳体与一对轴承端盖之间通过多个螺钉固定；在组件壳体上，还设置有一个传力螺钉17；应力应变传感器6与相应的传力螺钉连接；在一对组件壳体和一对被测轴承之间，对应地安装有一个外圈垫片12。

在上述实施例中，电机1通过联轴器与传动轴9连接，传动轴9通过安装在支架3上的支架轴承4支撑，轴向加载装置套装在传动轴9上，成对被测轴承由传动轴9轴肩和轴向加载装置固定套装在传动轴9上并安装在组件壳体内，被测轴承之间设有与被测轴承内外圈配合的内隔圈和外隔圈，轴承组件壳体两端分别设有与被测轴承外圈配合的轴承端盖，传力螺钉固定安装在组件壳体上，应力应变传感器6通过传力螺钉感知摩擦力矩的大小。

工作时，电机1在一定转速下通过联轴器2带动传动轴9转动，被测轴承11的内圈随传动轴9一起转动，由于被测轴承11的轴承内、外圈之间摩擦力（钢球球与滚道之间、保持架与钢球之间、保持架与套圈之间）作用而产生摩擦力矩，将被测轴承11的轴承内、外圈的摩擦力矩值通过组件壳体13上固定的传力螺钉17转换成力信号，该力信号通过应力应变传感器6进行测量，将应变信号转化为电信号，通过应变分析仪对应力应变传感器6的电信号进行转化、调理，最终实现成对待测轴承摩擦力矩的高精度测量。

上述实施例的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，主要由电机1、连轴器2、支架3、成对轴承组件5、应力应变传感器6、电机控制器8和应变分析仪构成，其中成对轴承组件5主要由传动轴9、组件壳体、两个轴承端盖、一对被测轴承、轴向加载装置和传力螺钉构成；其测量方法为：电机1在一定转速下通过联轴器带动轴转动，被测成对轴承的内圈随轴一起转动，由于被测轴承内、外圈之间摩擦力矩的作用，将轴承内、外圈的力矩信号通过组件壳体上的传力螺钉转换成力信号，该力信号通过应力应变传感器6进行测量，将应变信号转化为电信号，用应变采集分析系统7对应力应变传感器6的电信号进行转化、调理，最终实现了摩擦力矩的高精度测试。

上述实施例的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，与现有技术相比，可以实现对成对轴承摩擦力矩的实时精确测量；可以通过改变载荷的大小可实现不同载荷下对轴承摩擦力矩的检测。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，包括依次配合安装的电机、联轴器和成对轴承组件，依次与所述成对轴承组件连接的应力应变传感器和应变采集分析系统，以及与所述电机连接的电机控制器。

2.根据权利要求1所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，还包括用于安装所述成对轴承组件的支架，以及配合安装在所述支架和成对轴承组件之间的支架轴承。

3.根据权利要求1或2所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述成对轴承组件，包括一端与所述连轴器配合安装的传动轴，位于所述传动轴定位轴肩一侧、且套装在传动轴上一对被测轴承，以及分别紧靠所述一对被测轴承远离连轴器的一侧、设置在传动轴上一个加载头。

4.根据权利要求3所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，还包括紧靠所述一个加载头配合套装在传动轴上、且用于将轴向加载力锁定的锁紧机构。

5.根据权利要求4所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，在所述锁紧机构与加载头之间，还设有弹性加载元件。

6.根据权利要求3所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，还包括与传动轴配合设置将一对被测轴承定位的组件壳体，组件壳体与被测轴承的轴承外圈配合安装，对称地安装在所述组件壳体左右侧的一对轴承端盖，以及连接所述组件壳体与一对轴承端盖之间的多个螺钉，所述组件壳体与一对轴承端盖之间通过多个螺钉固定。

7.根据权利要求6所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，在所述组件壳体上，还安装有一个传力螺钉；所述应力应变传感器与相应的传力螺钉连接。

8.根据权利要求6所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，在所述组件壳体和一对被测轴承之间，对应地安装有一个外圈垫片。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述应力应变传感器包括箔式全桥悬臂应变片；和/或，所述应变采集分析系统包括应变分析仪。