CN106370591A - 轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，包括伺服电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、试验主轴、第一主轴支撑座、试验轴瓦、第二主轴支撑座以及连杆；伺服电机输出轴通过第一联轴器与扭矩传感器一端连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与试验主轴连接；试验主轴通过滚动轴承设置在第一主轴支撑座、第二主轴支撑座上；所述连杆设置在第一主轴支撑座、第二主轴支撑座之间；试验轴瓦安装在连杆一端的端孔内，与试验主轴组成摩擦副做相对旋转运动。本发明可以快速测试不同润滑油温度、不同载荷下试验轴瓦与试验主轴之间的摩擦系数、油膜厚度与油膜压力随试验主轴转速变化而变化的规律及进行启停试验。

Description

轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机

技术领域

本发明涉及轴瓦试验机技术，具体地，涉及一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机。

背景技术

轴瓦是工业应用中的重要零部件，在国民经济和国防装备中具有极为重要的作用。本发明一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机是一种能够快速测试不同润滑油温度、不同载荷下轴瓦摩擦系数、油膜压力与油膜厚度随试验主轴转速变化而变化的规律以及启停试验的综合性能试验机，为轴瓦的机理性研究、结构设计及仿真提供重要的数据支撑和验证；试验机可按两种工作模式进行试验，可满足不同试验项对测试方法提出的要求。

目前对轴瓦材料快速筛选的摩擦磨损特性试验多以平面试验为主，且测试方法多为单一模式，不能快速提供润滑条件下形成动压油膜的全瓦或半瓦摩擦系数的数据支撑，以便快速筛选轴瓦材料，且不能对轴瓦进行油膜压力、油膜厚度以及启停的综合性试验，这阻碍了轴瓦材料及轴瓦结构的基础性研究。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机。

根据本发明提供的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，包括伺服电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、试验主轴、第一主轴支撑座、试验轴瓦、第二主轴支撑座以及连杆；

伺服电机输出轴通过第一联轴器与扭矩传感器一端连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与试验主轴连接；

试验主轴通过滚动轴承设置在第一主轴支撑座、第二主轴支撑座上；

所述连杆设置在第一主轴支撑座、第二主轴支撑座之间；试验轴瓦安装在连杆一端的端孔内，与试验主轴组成摩擦副做相对旋转运动。

优选地，所述连杆包括顺次相连的连杆上端座、连杆中间座和连杆杆身；

连杆杆身的一端通过销轴与转接头相连，转接头与液压油缸的伸出杆通过螺纹连接；

液压油缸用于对试验轴瓦向上加载。

优选地，试验轴瓦为全瓦或半瓦。

优选地，所述连杆中间座上设置有压力传感器、位移传感器和温度传感器；

所述压力传感器用于对油膜压力的测量；所述位移传感器用于对油膜厚度的测量；所述温度传感器用于对试验轴瓦瓦背温度的测量。

优选地，还包括防护罩箱体；所述防护罩箱体设置在所述第一主轴支撑座、第二主轴支撑座外侧；

所述防护罩箱体上设置有安全开关；

当防护罩盖盖在防护罩箱体上，安全开关处于接通状态，当防护罩盖提起，安全开关立刻断开，进入急停状态。

优选地，根据扭矩传感器测定的扭矩值计算试验轴瓦与试验主轴之间的摩擦系数。

优选地，在连杆中间座上开螺纹通孔、直通孔，螺纹通孔和/或直通孔用于安装压力传感器、位移传感器和温度传感器；

压力传感器、位移传感器和温度传感器的引线通过连杆中间座和连杆杆身之间的引线孔引出。

优选地，连杆上端座上端面开润滑油油孔以润滑试验轴瓦，加热器的出油端通过油管与所述润滑油油孔相连接。

优选地，还包括控制系统；

控制系统连接伺服电机。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明可以快速测试不同润滑油温度、不同载荷下试验轴瓦与试验主轴之间的摩擦系数、油膜厚度与油膜压力随试验主轴转速变化而变化的规律，进行试验轴瓦的启停试验，以了解启停过程中试验轴瓦的磨损状况，在试验过程中监测瓦背温度；

2、本发明安装方法简易、操作方便，占用空间小；

3、本发明还为试验主轴为偏心轴时，测试轴瓦的动态特性预留了接口。技术人员可根据需要进行调整；此设备还为试验主轴支撑采用滑动轴瓦时，测试轴心轨迹预留了接口，技术人员可根据需要添加测试工装；

4、本发明为进行轴瓦的润滑与摩擦磨损特性的研究提供有力的支撑数据，对轴瓦材料与结构的验证提供基础实验条件。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中的结构示意图；

图2为本发明的原理图；

图3为本发明在连杆的结构示意图；

图4为本发明台阶变速工作模式的示意图；

图5为本发明循环工作模式示意图。

图中：1-伺服电机，2-第一联轴器，3-扭矩传感器，4-第二联轴器，5-试验主轴，6-第一主轴支撑座，7-试验轴瓦，8-连杆上端座，9-第二主轴支撑座，10-防护罩盖，11-安全开关，12-防护罩箱体，13-连杆中间座，14-连杆杆身，15-转接头，16-销轴，17-液压油缸，18-压力传感器，19-温度传感器，20-位移传感器，21-试验机基础平台，22-控制系统，23-伺服驱动器，24-液压加载系统，25-加热器，26-润滑系统，27-温度传感器，28-压力传感器，29-数据采集仪。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，包括伺服电机1、第一联轴器2、扭矩传感器3、第二联轴器4、试验主轴5、第一主轴支撑座6、试验轴瓦7、第二主轴支撑座9以及连杆；

伺服电机1输出轴通过第一联轴器2与扭矩传感器3一端连接，扭矩传感器3另一端通过第二联轴器4与试验主轴5连接；

试验主轴5通过滚动轴承设置在第一主轴支撑座6、第二主轴支撑座9上；

所述连杆设置在第一主轴支撑座6、第二主轴支撑座9之间；试验轴瓦7安装在连杆一端的端孔内，与试验主轴5组成摩擦副做相对旋转运动。

所述连杆包括顺次相连的连杆上端座8、连杆中间座13和连杆杆身14；

连杆杆身14的一端通过销轴16与转接头15相连，转接头15与液压油缸17的伸出杆通过螺纹连接；

液压油缸17用于对试验轴瓦7向上加载。

验轴瓦7为全瓦或半瓦。

所述连杆中间座13上设置有压力传感器18、位移传感器20和温度传感器19；

所述压力传感器18用于对油膜压力的测量；所述位移传感器20用于对油膜厚度的测量；所述温度传感器19用于对试验轴瓦7瓦背温度的测量。

本发明提供的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，还包括防护罩箱体12；所述防护罩箱体12设置在所述第一主轴支撑座6、第二主轴支撑座9外侧；

所述防护罩箱体12上设置有安全开关11；

当防护罩盖10盖在防护罩箱体12上，安全开关11处于接通状态，当防护罩盖10提起，安全开关11立刻断开，进入急停状态。

根据扭矩传感器3测定的扭矩值计算试验轴瓦7与试验主轴5之间的摩擦系数。

在连杆中间座13上开螺纹通孔、直通孔，螺纹通孔和/或直通孔用于安装压力传感器18、位移传感器20和温度传感器19；

压力传感器18、位移传感器20和温度传感器19的引线通过连杆中间座13和连杆杆身14之间的引线孔引出。

连杆上端座8上端面开润滑油油孔以润滑试验轴瓦7，加热器25的出油端通过油管与所述润滑油油孔相连接。

本发明提供的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，还包括控制系统22；控制系统22连接伺服电机1。

所述的试验机伺服电机1能够受控制系统22控制以台阶变速工作模式和循环工作模式两种测试方法进行试验。

所述的台阶变速工作模式为在规定时间内转速由零速加速到第一台阶转速，匀速运转规定时间；然后在规定时间内转速由第一台阶转速加速到第二台阶转速，匀速运转规定时间；以此类推，转速按此规律增加直到所需最高转速；然后转速按反向加速度值递减，直至转速为零。

所述的循环工作模式为每个循环在规定时间内转速由零速加速到设定转速，匀速运转规定时间后，在规定时间内转速由设定转速减速为零；按试验要求重复多次循环工作。

本发明的工作原理为：以台阶变速工作模式进行试验时，试验前，将压力传感器18、温度传感器19与位移传感器20安装在连杆中间座上，并将传感器引线引出，连接至数据采集仪29；将试验轴瓦7安装到连杆与试验主轴5之间，并旋紧连接连杆上端座8、连杆中间座13与连杆杆身14的螺钉至预定的预紧力；将加热器25引出的润滑油管连接到连杆上端座8上端的润滑油入口接头上；接通电源后，启动润滑系统26，打开加热器25，并根据试验轴瓦7供油温度要求设定加热器25温度；打开液压加载系统24，液压加载力调定为零，即空载，根据试验轴瓦7最高设定速度要求启动伺服电机1至最高设定速度，空载转动磨合一定时间后，关停伺服电机1，关闭液压加载系统24；在测试摩擦系数、油膜压力与油膜厚度随试验主轴5转速变化而变化的试验时，根据试验轴瓦7试验要求设置液压加载系统24加载压力值，设置伺服电机1每个转速台阶转速，设置伺服电机1每个转速台阶加速、匀速或者匀速、减速时间，设置数据采集仪29参数值，启动数据采集仪29开始数据存储，启动液压加载系统24对试验轴瓦7施加加载压力，启动伺服电机1按试验要求进行试验，伺服电机1减速为零时，结束数据采集，关停伺服电机1，关闭液压加载系统24，关闭加热器26，关闭润滑系统25，关闭电源，试验结束。

以循环工作模式进行试验时，主要用于启停试验，由于试验轴瓦7与试验主轴5之间的摩擦主要处于干摩擦和边界润滑状态，磨损较为严重，不需要在连杆中间座13上安装压力传感器18和位移传感器20，只需由温度传感器19监测瓦背温度即可；将试验轴瓦7安装到连杆与试验主轴5之间，并旋紧连接连杆上端座8、连杆中间座13与连杆杆身14的螺钉至预定的预紧力；将加热器25引出的润滑油管连接到连杆上端座8上端的润滑油入口接头上；接通电源后，启动润滑系统26，打开加热器25，并根据试验轴瓦7供油温度要求设定加热器25温度；根据试验轴瓦7试验要求设置液压加载系统24加载压力值，设置启停试验伺服电机1要达到的设定转速，设置伺服电机1启动时间、到达设定转速后短暂匀速转动时间、停机时间，设置伺服电机1启停试验循环次数，设置数据采集仪29参数值，启动数据采集仪29开始数据存储，启动液压加载系统24对试验轴瓦7施加加载压力，启动伺服电机1按试验要求进行试验，启停循环次数结束时，结束数据采集，关停伺服电机1，关闭液压加载系统24，关闭加热器26，关闭润滑系统25，关闭电源，试验结束。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，包括伺服电机(1)、第一联轴器(2)、扭矩传感器(3)、第二联轴器(4)、试验主轴(5)、第一主轴支撑座(6)、试验轴瓦(7)、第二主轴支撑座(9)以及连杆；

伺服电机(1)输出轴通过第一联轴器(2)与扭矩传感器(3)一端连接，扭矩传感器(3)另一端通过第二联轴器(4)与试验主轴(5)连接；

试验主轴(5)通过滚动轴承设置在第一主轴支撑座(6)、第二主轴支撑座(9)上；

所述连杆设置在第一主轴支撑座(6)、第二主轴支撑座(9)之间；试验轴瓦(7)安装在连杆一端的端孔内，与试验主轴(5)组成摩擦副做相对旋转运动。

2.根据权利要求1所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，所述连杆包括顺次相连的连杆上端座(8)、连杆中间座(13)和连杆杆身(14)；

连杆杆身(14)的一端通过销轴(16)与转接头(15)相连，转接头(15)与液压油缸(17)的伸出杆通过螺纹连接；

液压油缸(17)用于对试验轴瓦(7)向上加载。

3.根据权利要求1所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，试验轴瓦(7)为全瓦或半瓦。

4.根据权利要求2所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，所述连杆中间座(13)上设置有压力传感器(18)、位移传感器(20)和温度传感器(19)；

所述压力传感器(18)用于对油膜压力的测量；所述位移传感器(20)用于对油膜厚度的测量；所述温度传感器(19)用于对试验轴瓦(7)瓦背温度的测量。

5.根据权利要求1所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，还包括防护罩箱体(12)；所述防护罩箱体(12)设置在所述第一主轴支撑座(6)、第二主轴支撑座(9)外侧；

所述防护罩箱体(12)上设置有安全开关(11)；

当防护罩盖(10)盖在防护罩箱体(12)上，安全开关(11)处于接通状态，当防护罩盖(10)提起，安全开关(11)立刻断开，进入急停状态。

6.根据权利要求1所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，根据扭矩传感器(3)测定的扭矩值计算试验轴瓦(7)与试验主轴(5)之间的摩擦系数。

7.根据权利要求2所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，在连杆中间座(13)上开螺纹通孔、直通孔，螺纹通孔和/或直通孔用于安装压力传感器(18)、位移传感器(20)和温度传感器(19)；

压力传感器(18)、位移传感器(20)和温度传感器(19)的引线通过连杆中间座(13)和连杆杆身(14)之间的引线孔引出。

8.根据权利要求2所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，连杆上端座(8)上端面开润滑油油孔以润滑试验轴瓦(7)，加热器(25)的出油端通过油管与所述润滑油油孔相连接。

9.根据权利要求2所述的轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机，其特征在于，还包括控制系统(22)；

控制系统(22)连接伺服电机(1)。