CN106679978A - 一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置 - Google Patents

一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，包括箱体，在箱体内水平设置有待测转轴，在待测转轴上套置有待测轴承，其特征在于，还包括加载装置和液压控制装置；加载装置设置在待测轴承上方的箱体上，包括紧固连接在箱体顶部且与箱体内部连通的加载壳体，在加载壳体内设置有活塞竖直设置的液压缸；在活塞下方的液压缸的腔体中设置有与待测转轴轴线平行的支撑轴，在支撑轴上套置有加载轴承，加载轴承与待测轴承相接触；液压控制装置包括输油管，输油管的一端与活塞上方的液压缸的腔体连通。本发明装置具有实验结果精确、自动化程度高和无压力油泄露等优点。

Description

一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置
技术领域
本发明涉及轴承测试设备领域，特别是涉及一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置。
背景技术
液体动压滑动轴承的工作原理是通过轴颈的旋转将润滑油带入摩擦表面，由于油的粘性(粘度)作用，当达到足够高的旋转速度时油就被挤入轴与轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应，在承载区内的油层中产生压力，当压力的大小能平衡外载荷时，轴与轴瓦之间形成了稳定的油膜，这时轴的中心对轴瓦中心处于偏心位置，轴与轴瓦间的摩擦是处于完全液体摩擦润滑状态。
现有液体动压轴承实验台，如图1、图2、图3所示，包括实验台1，在实验台1顶部设置有测试箱2，在测试箱2内设置有待测转轴3，待测转轴3的一端与变速箱4连接，变速箱4通过带传动5与实验台1中的调速电机6连接；在待测转轴3上套置有待测轴承7，在待测轴承7的上方设置有与测试箱2连接的加载板8，待测轴承7位于加载板8的内腔中，当内腔中通入压力油后待测轴承7即获得载荷。并通过各传感器对待测轴承7和待测转轴3进行检测。其功能是了解轴承油膜承载现象及其参数对轴承性能的影响，掌握油膜压力、摩擦系数的测试及数据处理方法。
上述装置具有以下缺点：1、由于压力油不能自动调节，因此造成压力不稳定，加载力计算结果不准确；2、加载板8与待测轴承7之间由于未滑动摩擦，因此严重影响摩擦力矩的测量结果；3、压力油直接作用在待测轴承7的外部，由于轴承为圆柱形结构，因此密封性不好，容易造成漏油和加载压力不稳定；4、由于待测转轴3由调速电机6连接变速箱4控制，因此控制不精确、响应不迅速、惯性较大、稳定性不好，影响实验结果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种自动化且测量数据准确的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其包括箱体，在所述箱体内水平设置有待测转轴，在所述待测转轴上套置有待测轴承，其特征在于，还包括加载装置和液压控制装置；
所述加载装置设置在所述待测轴承上方的所述箱体上，包括紧固连接在所述箱体顶部且与所述箱体内部连通的加载壳体，在所述加载壳体内设置有活塞竖直设置的液压缸；在所述活塞下方的所述液压缸的腔体中设置有与所述待测转轴轴线平行的支撑轴，在所述支撑轴上套置有加载轴承，所述加载轴承与所述待测轴承相接触；
所述液压控制装置包括输油管，所述输油管的一端与所述活塞上方的所述液压缸的腔体连通。
其中，所述液压控制装置还包括液压泵和控制系统，所述液压泵的输出端与所述输油管的另一端连接，在所述输油管上设置有溢流阀，所述溢流阀与所述控制系统电连接。
其中，在靠近所述输油管的一端设置有电磁换向阀。
其中，还包括检测装置，所述检测装置包括加载压力传感器、轴向压力传感器、多个周向压力传感器和测力杠杆。
其中，所述加载压力传感器设置在所述活塞上方的所述液压缸上，所述加载压力传感器与所述控制系统电连接。
其中，在所述待测轴承上半部的端面上开设多个均布的孔，各所述孔分别与各所述周向压力传感器和所述轴向压力传感器连接，各所述周向压力传感器和所述轴向压力传感器均与所述控制系统电连接。
其中，所述测力杠杆的一端与所述待测轴承连接，所述测力杠杆的另一端与连接在所述箱体外部的称重传感器连接，所述称重传感器与所述控制系统电连接。
其中，还包括驱动装置，所述驱动装置的输出端与所述待测转轴的一端连接。
其中，所述驱动装置采用伺服电机。
(三)有益效果
本发明提供的一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其具有以下优点：1、本发明由于在箱体顶部设置加载壳体，在加载壳体内设置有活塞竖直设置的液压缸，压力油位于活塞上方的液压缸腔体中，因此在加载载荷时压力油位于密封的液压缸上腔体中，不会出现泄露问题，加载压力稳定。2、本发明装置由于在活塞下方的液压缸的腔体中设置有支撑轴，在支撑轴上套置有加载轴承，加载轴承与待测轴承相接触，压力载荷由活塞传递给加载轴承，加载轴承再将载荷施加到待测轴承上，因此将原有的滑动摩擦改为滚动摩擦，使摩擦力矩的测量结果更准确。3、本发明装置的液压泵通过输油管与液压缸上腔体连接，在输油管上设置有溢流阀，溢流阀与控制系统电连接，在液压缸上还设置有加载压力传感器，因此溢流阀和控制系统可以控制压力油的加载压力，通过加载压力传感器反馈控制系统，维持加载力恒定，以确保参数测量精确，具有实验结果精确、自动化程度高的优点。
附图说明
图1为现有的液体动压轴承实验台的结构示意图；
图2为现有的测试箱的结构示意图；
图3为图2的侧视图；
图4为本发明装置的整体结构示意图；
图5为图4的侧视图；
图6为本发明的液压控制装置的管路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图4、图5所示，本发明装置包括设置在实验台1上的箱体9，在箱体9内水平设置有待测转轴3，在待测转轴3上套置有待测轴承7；本发明装置还包括加载装置和液压控制装置；
加载装置设置在待测轴承7上方的箱体9上，包括紧固连接在箱体9顶部且与箱体9内部连通的加载壳体12，在加载壳体12内设置有活塞13竖直设置的液压缸14；在活塞13下方的液压缸14的腔体中设置有与待测转轴3轴线平行的支撑轴15，在支撑轴15上套置有加载轴承16，加载轴承16与待测轴承7相接触；
液压控制装置包括输油管17，输油管17的一端与活塞13上方的液压缸14的腔体连通。
如图6所示，液压控制装置还包括液压泵18和控制系统19，液压泵18的输出端与输油管17的另一端连接，在输油管17上设置有溢流阀20，溢流阀20与控制系统19电连接。
为了控制输油管17的输油量，可在靠近输油管17的一端设置有控制管路通、断的电磁换向阀21。
为了对待测转轴3和待测轴承7进行检测，可设置有检测装置，检测装置包括加载压力传感器22、轴向压力传感器23、多个周向压力传感器24和测力杠杆25。其中，加载压力传感器22设置在活塞13上方的液压缸14上，加载压力传感器22与控制系统19电连接；
如图4、图5所示，在待测轴承7上半部的端面上开设多个均布的孔26，各孔26分别与各周向压力传感器24和轴向压力传感器23连接，各周向压力传感器24和轴向压力传感器23与控制系统19电连接；
如图5所示，测力杠杆25的一端与待测轴承7紧固连接，测力杠杆25的另一端与紧固连接在箱体9外壁的称重传感器27连接，称重传感器27与控制系统19电连接，测力杠杆25用于测量待测轴承7上的摩擦力矩。
需要说明的是，在待测轴承7的有效宽度B/2处间隔均匀的设置7个孔26，并分别与一周向压力传感器24连接。在待测轴承7的有效宽度B/4处还设置有至少一个孔26，该孔26与轴向压力传感器23连接，这样测出相应位置的油膜压力值，从而得到轴承的周向和轴向压力分布曲线。
上述实施例中，为了保证活塞13的运动方向，可在活塞13与液压缸14间设置有多个竖直布置的导向柱28，各导向柱28的一端与加载壳体12的内部顶面连接，导向柱28的另一端可滑动地插置在活塞13中。
如图4所示，本发明装置还包括驱动装置29，驱动装置29的输出端通过联轴器30与待测转轴3的一端连接。
其中，驱动装置29采用伺服电机，伺服电机转速调节范围在0-500r/min之间。
本发明在工作时，首先启动驱动装置29带动待测转轴3旋转，然后开启液压泵18将压力油泵入到输油管17中，并通过溢流阀20和控制系统19控制压力油的加载压力，通过加载压力传感器22反馈控制系统19，维持加载力恒定。当压力油流入到活塞13上方腔体中时，压力载荷由活塞13传递给加载轴承16，加载轴承16再将载荷施加到待测轴承7上。此时，通过轴向压力传感器23、周向压力传感器24和测力杠杆25对待测转轴3和待测轴承7的各数据进行检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，包括箱体，在所述箱体内水平设置有待测转轴，在所述待测转轴上套置有待测轴承，其特征在于，还包括加载装置和液压控制装置；
所述加载装置设置在所述待测轴承上方的所述箱体上，包括紧固连接在所述箱体顶部且与所述箱体内部连通的加载壳体，在所述加载壳体内设置有活塞竖直设置的液压缸；在所述活塞下方的所述液压缸的腔体中设置有与所述待测转轴轴线平行的支撑轴，在所述支撑轴上套置有加载轴承，所述加载轴承与所述待测轴承相接触；
所述液压控制装置包括输油管，所述输油管的一端与所述活塞上方的所述液压缸的腔体连通。
2.如权利要求1所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，所述液压控制装置还包括液压泵和控制系统，所述液压泵的输出端与所述输油管的另一端连接，在所述输油管上设置有溢流阀，所述溢流阀与所述控制系统电连接。
3.如权利要求2所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，在靠近所述输油管的一端设置有电磁换向阀。
4.如权利要求2所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，还包括检测装置，所述检测装置包括加载压力传感器、轴向压力传感器、多个周向压力传感器和测力杠杆。
5.如权利要求4所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，所述加载压力传感器设置在所述活塞上方的所述液压缸上，所述加载压力传感器与所述控制系统电连接。
6.如权利要求4所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，在所述待测轴承上半部的端面上开设多个均布的孔，各所述孔分别与各所述周向压力传感器和所述轴向压力传感器连接，各所述周向压力传感器和所述轴向压力传感器均与所述控制系统电连接。
7.如权利要求4所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，所述测力杠杆的一端与所述待测轴承连接，所述测力杠杆的另一端与连接在所述箱体外部的称重传感器连接，所述称重传感器与所述控制系统电连接。
8.如权利要求1-7任一项所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置的输出端与所述待测转轴的一端连接。
9.如权利要求8所述的闭环控制液压加载滑动轴承检测装置，其特征在于，所述驱动装置采用伺服电机。
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