CN108120536A - 一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法，属于环境试验检测技术领域。由真空低温分系统产生和保持测试所要的真空和高低温环境；由加载装置实现对被测关节轴承施加预定的轴向力、径向力；由传动测量装置实现对被测关节轴承按设定方式运动和轴承力矩的实时测量；方法是使被测关节轴承处于真空高低温环境下，对轴承施加了预设的轴向、径向载荷，对轴承转速、旋转方向及运动方式等的控制调整，并对轴承摩擦力矩的实时测量。本发明实现了在真空、高低温下，对某一转速、不同直径的关节轴承在预定载荷下进行关节轴承摩擦力矩的测量，具有简便、重复性好、结果准确的优点，实现了关节轴承在工作状态和工作环境中的动态性能测量。

Description

一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法，属于环境试验检测技术领域。

背景技术

关节轴承一种广泛应用的滑动轴承，这种轴承能承受较大的负荷，且有轴向限位和调节能力，特别适合于低速、大负荷、慢摆动的场合。目前已经提出此类轴承用于真空高低温环境中，起到支撑和传动作用。

真空高低温下关节轴承摩擦力矩测试是在模拟工作条件下，对其力矩数值和变动情况进行测试，以了解和检测其动态性能,从而提高机构的可靠性，保证相关机构的正常合理运行。

发明内容

本发明的目的是：提供一种工作环境条件(真空、高低温)和工作条件 (轴径向加载、转速、转动方式)，测量关节轴承的摩擦力矩数值及工作条件下的变化过程的设备，提出了一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法。

目前尚未有此类设备和检测方法，该发明填补了在真空高低温条件下关节轴承等转动零件摩擦力矩测量的空白。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法包括一种用于进行真空高低温下关节轴承摩擦力矩测试的设备以及一套关节轴承的测量方法；

其中，一种用于进行真空高低温下关节轴承摩擦力矩测试的设备包括真空高低温分系统、一套关节轴承加载装置、一套传动测量装置。该设备中，关节轴承所受的轴向力、径向力、转速、转动方向，以及环境参数(真空度、温度)等均可控、可调。关节轴承的摩擦力矩由传动测量装置中的扭矩传感器获得。从而实现在真空、高低温环境中，对不同规格、载荷、转速下关节轴承的摩擦力矩测量。

同时，还提供了一套关节轴承的测量方法，包括：

设置测试程序，包括真空度、关节轴承温度、关节轴承转速、转动方式 (连续、间歇、摆动及变参数运行)及转动方向(正转、反转)，启动工作程序，设备实现设定的各运行参数，在关节轴承达到预定的测试条件时，由扭矩传感器测得关节轴承的摩擦力矩数值，以及在一点时间段内的变化情况。

测量准备为：打开真空容器大门，将被测关节轴承的内圈安装在旋转主轴上，将加载装置中的加载夹具安装在被测关节轴承上，关闭真空容器大门，完成测试准备。

测量过程为：1)启动真空高低温分系统，即启动真空抽空泵对真空容器进行真空抽气，以获得预定的真空度，同时启动温度流程和热沉，使得被测关节轴承达到预定的温度值；2)当真空容器真空度和关节轴承温度达到预定值后，启动关节轴承加载装置，对关节轴承施加测试要求的轴向、径向载荷；3)然后启动传动测量装置，由驱动测量控制单元启动驱动电机，从而驱动主轴旋转，带动被测关节轴承按照预设的转速、转动方向运动，此时，由安装在主轴上的扭矩传感器测量，到被测关节轴承的摩擦力矩值及其摩擦力矩波动情况。

有益效果

本发明一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测量系统及方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

可以实现在真空、高低温环境中，对不同规格、载荷、转速下关节轴承的摩擦力矩测量。

附图说明

图1为本发明一种真空高低温条件下的关节轴承摩擦力矩测试设备的具体实施时的真空室、热沉以及试验台的结构组成示意图；

图2为本发明一套关节轴承的测量方法的关节轴承力矩测试示意图；

图示说明：

图1中，①真空容器；②罐体支撑；③实验台架；④测控系统；

⑤真空抽空泵；⑥、⑦为低温循环系统；⑧热沉；

图2中，1-热沉；2-温度流程；3-真空抽空泵；4-真空容器；5-加载力调节装置；6-磁流体密封轴；7-转向装置；8-加载夹具；9-被测关节轴承； 10-旋转主轴；11-扭矩传感器；12-联轴器；13-磁流体密封轴；14-电机及减速器；15-驱动测量控制单元；16-支架底板。

具体实施方式

如图1、2所示，为本发明的基本组成及关节轴承摩擦力矩测试示意图，由真空高低温分系统、一套加载装置和一套传动测量装置组成。

图1为一种真空高低温条件的关节轴承摩擦力矩测试设备具体实施时真空室、热沉和试验台架的结构组成示意图。

由①真空容器；②罐体支撑；③实验台架；④测控系统；⑤真空抽空泵；⑥、⑦高低温循环系统以及⑧热沉组成；

真空高低温分系统用以实现测试的环境条件，由真空容器和真空抽空泵获得设定的真空度，由热沉1、温度流程2、真空抽空泵3及真空容器4组成；一套加载装置实现对关节轴承的施加轴向、径向联合负载，包括加载力调节装置5、磁流体密封轴6、转向装置7和加载夹具8组成；一套传动测量装置实现对关节轴承驱动及摩擦力矩测量，它由被测关节轴承9、旋转主轴10、扭矩传感器11、联轴器12、磁流体密封轴13、电机及减速器14、驱动测量控制系统15，及支架底板16组成。

一种用于进行真空高低温下关节轴承摩擦力矩测试的设备的工作过程，即一套关节轴承的测量方法，包括如下步骤：

步骤A、开启热沉、温度流程使得关节轴承达到预定的温度，由真空抽空泵和真空容器运行实现预定的真空容器真空度；

步骤B、一套加载装置对关节轴承施加轴向、径向联合负载加载：

步骤C、由加载力调节装置5对关节轴承施加的轴向载荷、径向载荷的数值进行设定；

步骤D、由磁流体密封轴6将两路加载力传递进入真空容器4中，由转向装置7将加载力传递到不同的方向上(轴向、径向力分别呈90°)，并由加载夹具8将加载力施加到被测关节轴承9上，完成对被测关节轴承的轴向、径向加载；

步骤E、一套传动测量装置对被测关节轴承进行运动驱动和摩擦力矩测量：由驱动测量控制系统15设定被测关节轴承9的运动方式及参数(单双向运转、间歇运转、转速)并控制电机及减速器14按设定的方式及参数驱动电机主轴运转，带动磁流体密封轴13运转，将转动运动传递进入到真空容器4中。真空容器4内，支架底板16上安装有被测关节轴承9、关节轴承夹具8、旋转主轴10、扭矩传感器11和联轴器14等。磁流体密封轴13通过联轴器12带动旋转主轴10转动，使得被测关节轴承9、扭矩传感器11旋转，从而使得被测关节轴承按设定的运动方式和转速转动，可以从扭矩传感器11获得关节轴承在不同工况条件下的摩擦力矩值；

步骤F、通过以上的对环境真空度的设定和实现，通过对被测关节轴承加载力的设定、加载，及通过对被测关节轴承的运行方式及转速设定、驱动，由扭矩传感器对关节轴承进行摩擦力矩测量，且提供一套测试设备及测试方法，实现了进行真空高低温下关节轴承摩擦力矩的测试；

至此，从步骤A到步骤F，完成了一套关节轴承的测量方法。

上述本申请的内容结合附图实例描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些也视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于进行真空高低温下关节轴承摩擦力矩测试的设备包括真空高低温分系统、一套关节轴承加载装置和一套传动测量装置；

该设备中，关节轴承所受的轴向力、径向力、转速、转动方向，以及环境参数均可控、可调；

其中，环境参数主要指真空度和温度；

关节轴承的摩擦力矩由传动测量装置中的扭矩传感器获得；从而实现在真空、高低温环境中，对不同规格、载荷、转速下关节轴承的摩擦力矩测量。

2.一套关节轴承的测量方法，包括：

步骤一、设置测试程序，包括真空度、关节轴承温度、关节轴承转速、转动方式及转动方向，启动工作程序，设备实现设定的各运行参数，在关节轴承达到预定的测试条件时，由扭矩传感器测得关节轴承的摩擦力矩数值，以及在一点时间段内的变化情况；

其中，转动方式包括连续、间歇、摆动及变参数运行；

转动方向包括正转和反转；

步骤二、测量准备；具体为：打开真空容器大门，将被测关节轴承的内圈安装在旋转主轴上，将加载装置中的加载夹具安装在被测关节轴承上，关闭真空容器大门，完成测试准备；

步骤三、测量，具体过程为：①启动真空高低温分系统，即启动真空抽空泵对真空容器进行真空抽气，以获得预定的真空度，同时启动温度流程和热沉，使得被测关节轴承达到预定的温度值；②当真空容器真空度和关节轴承温度达到预定值后，启动关节轴承加载装置，对关节轴承施加测试要求的轴向、径向载荷；③再启动传动测量装置，由驱动测量控制单元启动驱动电机，从而驱动主轴旋转，带动被测关节轴承按照预设的转速、转动方向运动，此时，由安装在主轴上的扭矩传感器测量，到被测关节轴承的摩擦力矩值及其摩擦力矩波动情况。