CN103968981A - 高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置 - Google Patents

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李松生
凌杰
黄小泵
尚耀华
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Abstract

本发明涉及一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置，高速空气电主轴固定在基座上，将被测轴承安装在高速空气电主轴加长的旋转轴上，并用螺母固定被测轴承内圈；在高速空气电主轴的旋转轴上贴一片反光纸，光电转速传感器安装在基座上，其探头对准反光纸；空心铁架与被测轴承外圈表面配合，空心铁架另一端通过联轴器与安装在基座上的扭矩传感器联接；空心铁架内部均匀安装四个压力传感器，压力传感器探头顶住被测轴承外圈平面；电磁线圈通过电磁线圈支架固定在基座上，环形永磁铁固定在空心铁架上，环形永磁铁的N极与电磁线圈的N极相对，恒流控制器与电磁线圈连接。本装置测试精度高，测试效果好，并且结构简单，操作简便。

Description

高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置
技术领域
本发明涉及一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置。
背景技术
微型轴承在轴承领域是一种很重要的产品，微型轴承相对其他轴承来说，涉及的领域更广更精密，比如航空航天的航空发动机、行星传动装置及陀螺仪等；民用工业领域的医疗设备、机床、高性能风机等。作为主要指标之一的轴承摩擦力矩特性是广大轴承研究者及客户比较关心的问题。该指标与轴向载荷和转速有关。摩擦力矩过大，不仅会增加功率的损耗，还会引起工作温度的上升。如果温度过高，会导致润滑油劣质化，降低其润滑效果，引起磨损加剧，破坏工作环境，甚至可能会造成轴承表面烧伤，最终损坏轴承。
目前测试高转速下微型轴承动态摩擦力矩的装置少，精度不高，并且一些轴向载荷加载方法会直接影响测试结果的准确性。在高速下的微型轴承动态摩擦力矩低，而测试手段很容易影响测试结果的准确性，而某些机构，可靠工作对测试精度有很高的要求，因此，精确测试高速微型轴承的摩擦力矩特性至关重要。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置，是一种高速微型轴承在不同转速不同载荷下的动态摩擦力矩测试装置，研究高速微型轴承动态摩擦力矩变化情况。本测试装置可以方便的精确的实时测试出高速下高速微型轴承动态摩擦力矩随转速及轴向载荷的变化情况。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置，包括基座、高速空气电主轴、光电转速传感器、反光纸、被测轴承、压力传感器、螺母、空心铁架、环形永磁铁、电磁线圈、电磁线圈支架、联轴器、扭矩传感器和恒流控制器，所述高速空气电主轴固定在基座上，将被测轴承安装在高速空气电主轴加长的旋转轴上，并用螺母固定被测轴承内圈；在高速空气电主轴的旋转轴上贴一片反光纸，所述光电转速传感器安装在基座上，其探头对准反光纸；所述空心铁架与被测轴承外圈表面配合，空心铁架另一端通过联轴器与安装在基座上的扭矩传感器联接；所述空心铁架内部均匀安装四个压力传感器，压力传感器探头顶住被测轴承外圈平面；所述电磁线圈通过电磁线圈支架固定在基座上，所述环形永磁铁固定在空心铁架上，所述环形永磁铁的N极与电磁线圈的N极相对，所述恒流控制器与电磁线圈连接。
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步：
本发明通过高速空气电主轴直接驱动高速微型轴承，使得高速微型轴承在高转速下其动态摩擦力矩特性变化情况，通过非接触的电磁加载装置，使轴承摩擦力矩测试结果更准确；采用高精度压力传感器，高精度扭矩传感器，能够满足对于低摩擦力矩的精度要求，通过电脑控制与实时现实，实现集成化测试。
附图说明
图1是本发明高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
参见图1，一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置，包括基座1、高速空气电主轴2、光电转速传感器3、反光纸4、被测轴承5、压力传感器6、螺母7、空心铁架8、环形永磁铁9、电磁线圈10、电磁线圈支架11、联轴器12、扭矩传感器13和恒流控制器，所述高速空气电主轴2固定在基座1上，将被测轴承5安装在高速空气电主轴2加长的旋转轴上，并用螺母7固定被测轴承5内圈；在高速空气电主轴2的旋转轴上贴一片反光纸4，所述光电转速传感器3安装在基座1上，其探头对准反光纸4；所述空心铁架8与被测轴承5外圈表面配合，空心铁架8另一端通过联轴器12与安装在基座1上的扭矩传感器13联接；所述空心铁架8内部均匀安装四个压力传感器6，压力传感器6探头顶住被测轴承5外圈平面；所述电磁线圈10通过电磁线圈支架11固定在基座1上，所述环形永磁铁9固定在空心铁架8上，所述环形永磁铁9的N极与电磁线圈10的N极相对，所述恒流控制器与电磁线圈10连接。
本发明的工作过程和原理如下：
通过恒流控制器控制电磁线圈10电流的大小，根据电磁感应定律，环形永磁铁9与电磁线圈10产生排斥力；由于电磁线圈10固定，从而驱使环形永磁铁9向左运动，继而通过压力传感器6挤压被测轴承5外圈平面，从而施加轴承轴向载荷，载荷大小通过压力传感器6输出。
通过控制高速空气电主轴2运转，带动被测轴承5内圈高速旋转，被测轴承5外圈与空心铁架8配合，由于被测轴承5内部摩擦力将带动被测轴承5外圈旋转，继而使空心铁架8旋转，通过联轴器12，空心铁架8与扭矩传感器13连接，从而测出被测轴承5摩擦力矩；采集光电转速传感器3、压力传感器6和扭矩传感器13的输出信号送到电脑上并进行处理，并实时显示被测轴承5动态摩擦力矩数据曲线，即可观察高速微型轴承动态摩擦力矩随着转速及轴向载荷的变化情况。

Claims (1)

1.一种高速微型轴承动态摩擦力矩测试装置，其特征在于，包括基座（1）、高速空气电主轴（2）、光电转速传感器（3）、反光纸（4）、被测轴承（5）、压力传感器（6）、螺母（7）、空心铁架（8）、环形永磁铁（9）、电磁线圈（10）、电磁线圈支架（11）、联轴器（12）、扭矩传感器（13）和恒流控制器，所述高速空气电主轴（2）固定在基座（1）上，将被测轴承（5）安装在高速空气电主轴（2）加长的旋转轴上，并用螺母（7）固定被测轴承（5）内圈；在高速空气电主轴（2）的旋转轴上贴一片反光纸（4），所述光电转速传感器（3）安装在基座（1）上，其探头对准反光纸（4）；所述空心铁架（8）与被测轴承（5）外圈表面配合，空心铁架（8）另一端通过联轴器（12）与安装在基座（1）上的扭矩传感器（13）联接；所述空心铁架（8）内部均匀安装四个压力传感器（6），压力传感器（6）探头顶住被测轴承（5）外圈平面；所述电磁线圈（10）通过电磁线圈支架（11）固定在基座（1）上，所述环形永磁铁（9）固定在空心铁架（8）上，所述环形永磁铁（9）的N极与电磁线圈（10）的N极相对，所述恒流控制器与电磁线圈（10）连接。
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