CN108318165B - 一种轴承动态摩擦力矩测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于测试技术，公开了一种轴承动态摩擦力矩测试仪。包括主机、控制器、显示器组成。轴承动态摩擦力矩测试仪是轴承检测装置。它通过精密主轴以1r/min(或0.5r/min或10r/min)速率驱动下，带动被测轴承低速转动，在实际预载条件下，由测力计检测轴承的动态力矩并实时显示测试曲线，通过连续的力矩曲线分析，判断轴承轨道、钢球表面光洁度、沟槽表面光洁度、清洁度、润滑状态及摩擦力矩均值等轴承质量信息。因此利用轴承动态摩擦力矩测试仪可进行轴承的质量控制，有利于提高产品的精度和使用寿命，同时，也是轴承使用者进行轴承筛选，轴承质量检验的设备。

Description

一种轴承动态摩擦力矩测试仪

技术领域

本发明属于测试技术，涉及一种轴承动态摩擦力矩测试仪。

背景技术

在陀螺研制生产中，陀螺马达转速很高，轴承质量、轴承的清洁程度对陀螺的性能产生了较大影响。为了消除因轴承质量产生的影响，需要一种轴承动态摩擦力矩的测量仪，用于检验轴承质量，对轴承进行筛选，检查轴承的清洁程度，而国内无类是产品满足需求。因此，自行研制了轴承动态摩擦力矩测量仪，并推广到了轴承研制和航空航天等应用领域。

发明内容

本发明的目的是：提出一种轴承动态摩擦力矩测试仪，用于测量微型、小型轴承的动态摩擦力矩。要求通过低速转动，在实际预载条件下，由测力计检测轴承的动态摩擦力矩，通过连续的力矩曲线分析，判断轴承轨道、钢球表面光洁度、沟槽表面光洁度、清洁度、润滑状态及摩擦力矩均值等轴承质量信息。因此利用轴承动态摩擦力矩测试仪可进行轴承的质量控制，有利于提高产品的精度和使用寿命，是轴承研制与生产中不可缺少的检测仪器；同时，也是轴承使用者进行轴承筛选，轴承质量检验的重要设备。

本发明的技术方案是：

一种轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，包括控制器、显示器及主机；所述的主机包括力矩测量机构[1]、被测轴承[2]、被测轴承座[3]、第一锁紧螺母[4]、上罩壳[5]、精密主轴组件[6]、主轴座[7]、膜片联轴器[8]、中罩壳[9]、驱动机构[10]、加载机构[11]和底座组件[12]；力矩测量机构[1]安装在底座组件[12]的立柱[68]上；被测轴承座[3]安装于精密主轴组件[6]顶端的定位锥座[25]内，用第一锁紧螺母[4]锁紧；上罩壳[5]安装在中罩壳[9]上，中罩壳[9]安装在驱动机构[10]上，主轴座[7]安装在驱动机构[10]的上端盖[38]上，精密主轴组件[6]安装在主轴座[7]上，驱动机构[10]安装在底座组件[12]的驱动机构支座[65]上，通过第七螺钉[69]和压板[70]固紧；加载机构[11]安装在底座组件[12]的支座[66]安装孔内。

所述被测轴承座[3]为轴套类零件，其外部两段圆柱，下部的外圆与精密主轴组件[6]的定位锥座[25]的孔配合，内部为三段从上到下直径依次减小的孔，上段的孔和端面用于安装被测轴承[2]，下面两段孔和端面用于安装第一锁紧螺母[4]，第一锁紧螺母[4]为一个内部有贯穿孔的开槽螺钉，用于锁紧被测轴承座[3]，主轴座[7]外形为一个圆柱体，靠近底部设有一法兰盘，法兰盘上均匀分布4个孔，用于将其联接在驱动机构[10]上，主轴座[7]内部为两个阶梯孔，上端孔径较小，作为精密主轴组件[6]的安装定位孔，主轴座[7]上表面设有四个螺孔，用于联接精密主轴组件[6]，联轴器[8]用于联接驱动机构[10]的联机轴和精密主轴组件[6]的主轴，中罩壳[9]是一桶形零件，其底部有小段较大直径孔和端面，内部设一圆环形成一法兰，法兰上沿圆周分布有四孔，用螺钉将中罩壳联接于驱动机构机壳上，上罩壳[5]为薄壁圆柱形壳体，下部开口，上部设有贯穿孔，穿过主轴，外圆底部设有一小段小直径台阶，通过它将上罩壳[5]套装于中罩壳[9]上，用沿圆周径向分布的螺钉联接。

所述力矩测量机构[1]，由测力计[20]、力传递板[21]、加载轴[22]、测力臂[23]组成；力传递板[21]为金属薄板，一端安装在测力计[20]上，另一端设有开口向下的槽，卡于测力臂[23]的环形槽内，加载轴[22]是一个四段的台阶轴，从上到下依次为测力臂安装段、被测轴承安装的轴肩、被测轴承安装轴、悬丝悬挂段；为减轻重量，测力臂沿径向设有通孔，用于安装测力臂[23]，测力臂[23]为圆柱状，靠近两端各设有一环形槽，测力臂以加载轴[22]轴线对称安装，过盈配合，悬丝悬挂段沿轴心线对称开有窄槽，在槽的中部沿径向压一柱销，用于系加载机构[11]的悬丝[60]；测力计[20]安装在测力计安装支架上，安装支架上设有一垂直于测力方向的通孔，用于将测力计安装在底座组件[12]的立柱[68]上，测力计在垂直方向的位置，由限位环[67]及其固定螺钉定位。

所述加载轴[22]测力臂安装段内部为空心、薄壁。

所述的精密主轴组件[6]，由定位锥座[25]、主轴[26]、第一螺钉[27]、轴承座[28]、外隔套[29]、内隔套[30]、成对轴承[31]、2个轴承盖[32]、套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]组成；主轴[26]内部为空心，用来穿过加载悬丝；其外部的上端为圆锥，用来安装被测轴承的定位锥座[25]；主轴圆锥段的下部为台阶轴，末端设有外螺纹，上、下装有一对成对轴承[31]，中间用内隔套[30]和外隔套[29]隔开，通过套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]将轴承固定在主轴上；轴承座[28]为桶状零件，成对轴承[31]外圈安装在轴承座内，用上下两个轴承盖[32]，通过第一螺钉[27]在轴向压紧固定；下端外部设有一法兰，用螺钉将精密主轴组件安装在主轴座[7]上；主轴[26]轴承内圈安装段与上部的圆锥同轴，定位锥座[25]为一轴套类零件，安装于主轴[26]上，用于安装被测轴承座[3]；其外部上段为圆柱下段为圆盘，圆盘上分布着2个螺纹孔用于拆卸定位锥座；内部为贯通的圆孔和锥孔，下段的锥孔与主轴[26]的圆锥配合，上端的圆孔与被测轴承座[3]外圆配合。

所述精密主轴组件[6]的主轴径向跳动小于4微米。

所述驱动机构[10]，由、螺钉[36]、测速发电机[37]、上端盖[38]、第三螺钉[39]、两个深沟球轴承[40]、联机轴[41]、上轴承盖[42]、第四螺钉[43]、第五螺钉[44]、力矩电机[45]、下轴承盖[46]、下端盖[47]组成；联机轴[41]内部设有通孔，外部为台阶轴，从上到下依次为联轴器、小轴承内圈、发电机转子、力矩电机转子、大轴承安装段；机壳[35]为桶状零件，内部为阶梯孔，从上到下依次为上端盖、发电机定子、力矩电机定子、下端盖安装孔；上端盖[38]为盘类零件，靠近边缘沿圆周均匀分布4个通孔，用第二螺钉[36]安装在机壳孔内，其上部凸起圆环用于安装主轴座[7]，下部内孔用于安装小轴承，支撑联机轴；下端盖[47]亦为盘类零件，安装在机壳[35]下端孔内，其内孔用于安装大轴承，支撑联机轴，两个深沟球轴承[40]用上轴承盖[42]、下端盖[47]轴承盖做轴向固定，用调整垫片调整轴承的轴向位置，保证驱动机构的旋转要求，轴承盖[32]用第三螺钉[39]紧固；测速发电机[37]为外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用第四螺钉[43]固定；力矩电机[45]也是外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用螺钉固定。

所述加载机构[11]，由配重[50]、轴承座套[51]、球轴承[52]、支点轴[53]、锁紧螺母座[54]、锁紧螺钉[55]、加载砝码[56]、杠杆[57]、第六螺钉[58]、锥锤[59]、悬丝[60]组成；悬丝[60]其一端系在力矩测量机构[1]的加载轴[22]下端，另一端系在锥锤[59]的上端；锥锤[59]为圆柱形，末端为圆锥，上端沿中心轴开有窄槽，在槽的中部沿径向压一柱销，用于系悬丝[60]；杠杆[57]是一截面为矩形的杆，左端有一孔，杠杆[57]通过该孔安装在杠杆支点轴上；支点孔右端的部分用于安装配重[50]；杠杆中部与主轴对应的位置局部截面宽度为锥锤直径的两倍，设有一与主轴中心线对应的孔，用于穿过锥锤[59]；其侧面中心设有与锥锤孔正交的通孔，用来穿过锁紧螺钉[55]；杠杆[57]左端设置有砝码托盘，托盘中心设置有圆柱杆，用于精确放置加载砝码[56]。锁紧螺母座[54]安装在杠杆[57]中部两侧，用四个第六螺钉[58]联接，锁紧螺母座[54]外形圆柱和长方板组合而成，长方板为安装法兰，设有四个过孔；沿圆柱体轴线，设有贯通的螺孔，用于安装锁紧螺钉[55]，支点轴[53]为台阶轴，两端等径，用于安装轴承[52]，中间部分直径较大，与杠杆上的孔过盈配合，两端的球轴承[52]安装于轴承座套[51]内，轴承座套[51]安装于底座组件[12]的支座[66]上,轴承座套[51]的外形为两段圆柱，较大直径圆柱全段为外螺纹；端面上刻有十字槽，用来旋紧轴承座套[51]；较小的直径的外圆为安装定位段；从较小的直径的外圆端面向里开有直径依次从大到小的三段台阶孔，中间的孔安装轴承[52],配重[50]外形为圆柱，中间设有与杠杆[57]截面相配合的矩形孔，径向设有一个螺纹孔。

所述悬丝[60]用鱼线或细钢丝制作。

所述的底座组件[12]，由底盘[64]、支撑地脚[61]、支柱[62]、杠杆支撑手轮[63]、驱动机构支座[65]、支座[66]、立柱[68]、限位环[67]、螺钉[69]、压板[70]组成；底盘[64]为盘类零件，中心有较大贯穿孔，端面外侧圆周均匀分布着三个螺孔，用于安装支柱[61]，端面内侧圆周均匀分布着六个通孔，用于安装驱动机构支座[65]，左侧设有四个螺孔，用于安装支座[66],支座[66]外形为四段长方体，自上而下，1、3段截面相同，2、4段截面相同且长度较1、3段大且对称；内部形状为第1段有垂直孔，用于安装立柱[68]；第2段内部中间设有平行于底面的贯穿孔，孔两端设有螺纹和退刀槽，用于安装杠杆支点轴；底面向上开有两个正交的槽，垂直于支点轴安装孔的槽较宽，用于安装杠杆，另一槽从底面贯穿至支点轴安装孔，便于装配加载装置[11]的支点轴[53]；立柱[68]为简单的圆柱杆，用于安装测力计；支撑地脚[61]中部是薄圆柱形手轮，上端是螺柱，圆锥形地脚，安装于支柱[62]下面，支柱[62]是一圆柱，上端有螺杆，下端设有螺孔，用来支撑底盘[64]；杠杆支撑手轮[63]为一个手轮，下部设有螺杆，上部为一段圆柱，顶端为圆锥，用于支撑加载机构[11]的杠杆[57]；驱动机构支座[65]是长方块零件，用于支撑驱动机构及其以上零部件；其底面设有两个螺孔，用于将其用螺钉连接在底盘[64]的上表面；上面有一长方形缺口，形成一个支撑面，用来支撑驱动机构[10]；上表面设有一螺孔，用第七螺钉[69]通过压板[70]，固定驱动机构[10]。

本发明的优点是：

1.采用力矩电机和测速发电机组成一个低速驱动系统，系统稳定，转速平滑，抗干扰能力强；

2.采用电机直接驱动，无需减速装置，结构简单，成本低；

3.采用了精密主轴，避免了传动误差对测量精度的影响；

4.采用了高精度成品测力计，测量精度高，成本低；

5.轴向加载装置结构简单，采用砝码加载，操作方便；

6.采用计算机控制和数据采集，输出连续的动态摩擦力矩曲线，便于对被测轴承缺陷进行定位、定量分析。

附图说明

图1是本发明的主机结构示意图。

其中，1是力矩测量机构、2是被测轴承、3是被测轴承座、4是第一锁紧螺母、5是上罩壳、6是精密主轴组件、7是主轴座、8是膜片联轴器、9是中罩壳、10是驱动机构、11是加载机构、12是底座组件。

图2是力矩测量机构结构示意图。

其中，20是测力计、21是力传递板、22是加载轴、23是测力臂。

图3是精密主轴组件结构示意图。

其中，25是定位锥座、26是主轴、27是第一螺钉、28是轴承座、29是外隔套、30是内隔套、31是成对轴承、32是轴承盖、33是套筒、34是第二锁紧螺母。

图4是驱动机构结构示意图。

其中，35是机壳、36是第二螺钉、37是测速发电机、38是上端盖、39是第三螺钉、40深沟球轴承、41是联机轴、42是上轴承盖、43是第四螺钉、44是第五螺钉、45是力矩电机、46是下轴承盖、47是下端盖。

图5是加载机构结构示意图。

其中，50是配重、51是轴承座套、52是球轴承、53是支点轴、54是锁紧螺母座、55是锁紧螺钉、56是加载砝码、57是杠杆、58是第六螺钉、59是锥锤、60是悬丝。

图6是底座组件结构示意图

其中，61支撑地脚、62支柱、63杠杆支撑手轮、64底盘、65驱动机构支座、66支座、67限位环、68立柱、69第七螺钉、70压板。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

本发明的主机结构图参见图1。轴承动态摩擦力矩测试仪，主机包括力矩测量机构[1]、被测轴承[2]、被测轴承座[3]、第一锁紧螺母[4]、上罩壳[5]、精密主轴组件[6]、主轴座[7]、膜片联轴器[8]、中罩壳[9]、驱动机构[10]、加载机构[11]和底座组件[12]。

力矩测量机构[1]安装在底座组件[12]的立柱[68]上；被测轴承座[3]安装于精密主轴组件[6]顶端的定位锥座[25]内，用第一锁紧螺母[4]锁紧；上罩壳[5]安装在中罩壳[9]上，用径向螺钉紧固；中罩壳[9]安装在驱动机构[10]上，用螺钉紧固；主轴座[7]安装在驱动机构[10]的上端盖[38]上，用螺钉紧固；精密主轴组件[6]安装在主轴座[7]上，用螺钉紧固；驱动机构[10]安装在底座组件[12]的驱动机构支座[65]上，通过第七螺钉[69]和压板[70]固紧；加载机构[11]安装在装在底座组件[12]的支座[66]安装孔内。

所述被测轴承座[3]为轴套类零件，其外部两段圆柱，下部的外圆与精密主轴组件[6]的定位锥座[25]的孔配合，内部为三段从上到下直径依次减小的孔，上段的孔和端面用于安装被测轴承[2]，下面两段孔和端面用于安装第一锁紧螺母[4]，第一锁紧螺母[4]为一个内部有贯穿孔的开槽螺钉，用于锁紧被测轴承座[3]，主轴座[7]外形为一个圆柱体，靠近底部设有一法兰盘，法兰盘上均匀分布4个孔，用于将其联接在驱动机构[10]上，主轴座[7]内部为两个阶梯孔，上端孔径较小，作为精密主轴组件[6]的安装定位孔，主轴座[7]上表面设有四个螺孔，用于联接精密主轴组件[6]，联轴器[8]用于联接驱动机构[10]的联机轴和精密主轴组件[6]的主轴，中罩壳[9]是一桶形零件，其底部有小段较大直径孔和端面，内部设一圆环形成一法兰，法兰上沿圆周分布有四孔，用螺钉将中罩壳联接于驱动机构机壳上，上罩壳[5]为薄壁圆柱形壳体，下部开口，上部设有贯穿孔，穿过主轴，外圆底部设有一小段小直径台阶，通过它将上罩壳[5]套装于中罩壳[9]上，用沿圆周径向分布的螺钉联接。

所述力矩测量机构[1]如图2所示，由测力计[20]、力传递板[21]、加载轴[22]、测力臂[23]组成。测力计[20]为外购成品。力传递板[21]为金属薄板，一端安装在测力计上，另一端设有开口向下的槽，卡于测力臂[23]的环形槽内。加载轴[22]是一个四段的台阶轴，从上到下依次为测力臂安装段、被测轴承安装的轴肩、被测轴承安装轴、悬丝悬挂段；为减轻重量，测力臂安装段内部空心、薄壁，沿径向设有通孔，用于安装测力臂[23]。测力臂[23]为圆柱状，靠近两端各设有一环形槽，测力臂以加载轴[22]轴线对称安装，过盈配合。悬丝悬挂段沿轴心线对称开有窄槽，在槽的中部沿径向压一柱销，用于系加载机构[11]的悬丝[60]。测力计[20]安装在测力计安装支架上，安装支架上设有一垂直于测力方向的通孔，用于将测力计安装在底座组件[12]的立柱[68]上，测力计在垂直方向的位置，由限位环[67]及其固定螺钉定位。

所述的精密主轴组件[6]，如图3所示，由定位锥座[25]、主轴[26]、第一螺钉[27]、轴承座[28]、外隔套[29]、内隔套[30]、成对轴承[31]、2个轴承盖[32]、套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]组成。主轴[26]内部为空心，用来穿过加载悬丝；其外部的上端为圆锥，用来安装被测轴承的定位锥座[25]；主轴圆锥段的下部为台阶轴，末端设有外螺纹，上、下装有一对成对轴承[31]，中间用内隔套[30]和外隔套[29]隔开，通过套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]将轴承固定在主轴上。轴承座[28]为桶状零件，成对轴承[31]外圈安装在轴承座内，用上下两个轴承盖[32]，通过螺钉[27]在轴向压紧固定；下端外部设有一法兰，用螺钉将精密主轴组件安装在主轴座[7]上。主轴[26]轴承内圈安装段与上部的圆锥有很高的同轴度要求。精密主轴组件的主轴径向跳动小于4微米。定位锥座[25]为一轴套类零件，安装于主轴[26]上，用于安装被测轴承座[3]；其外部上段为圆柱下段为圆盘，圆盘上分布着2个螺纹孔用于拆卸定位锥座；内部为贯通的圆孔和锥孔，下段的锥孔与主轴[26]的圆锥配合，上端的圆孔与被测轴承座[3]外圆配合。

所述驱动机构[10]，如图4所示，由机壳[35]、第二螺钉[36]、测速发电机[37]、上端盖[38]、第三螺钉[39]、两个深沟球轴承[40]、联机轴[41]、上轴承盖[42]、第四螺钉[43]、第五螺钉[44]、力矩电机[45]、下轴承盖[46]、下端盖[47]组成。联机轴[41]内部设有通孔，外部为台阶轴，从上到下依次为联轴器、小轴承内圈、发电机转子、力矩电机转子、大轴承安装段；机壳[35]为桶状零件，内部为阶梯孔，从上到下依次为上端盖、发电机定子、力矩电机定子、下端盖安装孔；上端盖[38]为盘类零件，靠近边缘沿圆周均匀分布4个通孔，用第二螺钉[36]安装在机壳孔内，其上部凸起圆环用于安装主轴座[7]，下部内孔用于安装小轴承，支撑联机轴；下端盖[47]亦为盘类零件，安装在机壳[35]下端孔内，其内孔用于安装大轴承，支撑联机轴，两个深沟球轴承[40]用上轴承盖[42]、下端盖[47]与下轴承盖[46]做轴向固定，用调整垫片调整轴承的轴向位置，保证驱动机构的旋转要求，轴承盖用第三螺钉[39]紧固；测速发电机[37]为外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用第四螺钉[43]固定；力矩电机[45]也是外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用螺钉固定。

所述加载机构[11]如图5所示，由配重[50]、轴承座套[51]、球轴承[52]、支点轴[53]、锁紧螺母座[54]、锁紧螺钉[55]、加载砝码[56]、杠杆[57]、第六螺钉[58]、锥锤[59]、悬丝[60]组成。

悬丝[60]用鱼线或细钢丝制作，其一端系在力矩测量机构[1]的加载轴[22]下端，另一端系在锥锤[59]的上端。锥锤[59]为圆柱形，末端为圆锥，上端沿中心轴开有窄槽，在槽的中部沿径向压一柱销，用于系悬丝[60]。杠杆[57]是一截面为矩形的杆，左端有一孔，杠杆[57]通过该孔安装在杠杆支点轴上；支点孔右端的部分用于安装配重[50]；杠杆中部与主轴对应的位置局部截面宽度为锥锤直径的两倍，设有一与主轴中心线对应的孔，用于穿过锥锤[59]；其侧面中心设有与锥锤孔正交的通孔，用来穿过锁紧螺钉[55]；杠杆左端设置有砝码托盘，托盘中心设置有圆柱杆，用于精确放置加载砝码[56]。锁紧螺母座[54]安装在杠杆中部两侧，用四个第六螺钉[58]联接。锁紧螺母座[54]外形圆柱和长方板组合而成，长方板为安装法兰，设有四个过孔；沿圆柱体轴线，设有贯通的螺孔，用于安装锁紧螺钉[55]。支点轴[53]为台阶轴，两端等径，用于安装轴承[52]，中间部分直径较大，与杠杆上的孔过盈配合。两端的球轴承[52]安装于轴承座套[51]内，轴承座套[51]安装于底座组件[12]的支座66上。轴承座套[51]的外形为两段圆柱，较大直径圆柱全段为外螺纹；端面上刻有十字槽，用来旋紧轴承座套[51]；较小的直径的外圆为安装定位段；从较小的直径的外圆端面向里开有直径依次从大到小的三段台阶孔，中间的孔安装轴承[52]。配重[50]外形为圆柱，中间设有与杠杆[57]截面相配合的矩形孔，径向设有一个螺纹孔，配重的作用是在放置砝码前，通过调整配重位置，将杠杆调整至水平位置。

所述的底座组件[12]如图6所示，由底盘[64]、支撑地脚[61]、支柱[62]、杠杆支撑手轮[63]、驱动机构支座[65]、支座[66]、立柱[68]、限位环[67]、第七螺钉[69]、压板[70]组成。

底盘[64]为盘类零件，中心有较大贯穿孔，端面外侧圆周均匀分布着三个螺孔，用于安装支柱[61]，端面内侧圆周均匀分布着六个通孔，用于安装驱动机构支座[65]，左侧设有四个螺孔，用于安装支座[66]。支座[66]外形为四段长方体，自上而下，1、3段截面相同，2、4段截面相同且长度较1、3段大，对称；内部形状为1段有垂直孔，用于安装立柱[68]；第2段内部中间设有平行于底面的贯穿孔，孔两端设有螺纹和退刀槽，用于安装杠杆支点轴；底面向上开有两个正交的槽，垂直于支点轴安装孔的槽较宽，用于安装杠杆，另一槽从底面贯穿至支点轴安装孔，便于装配加载装置[11]的支点轴[53]。立柱[68]为简单的圆柱杆，用于安装测力计。支撑地脚[61]中部是薄圆柱形手轮，上端是螺柱，圆锥形地脚，安装于支柱[62]下面，用来支调平轴承动态摩擦力矩测试仪。支柱[62]是一圆柱，上端有螺杆，下端设有螺孔，用来支撑底盘[64]。杠杆支撑手轮[63]为一个手轮下部设有螺杆，上部为一段圆柱顶端为圆锥，用于支撑加载机构[11]的杠杆[57]。驱动机构支座[65]是长方块零件，用于支撑驱动机构及其以上零部件；其底面设有两个螺孔，用于将其用螺钉连接在底盘[64]的上表面；上面有一长方形缺口，形成一个支撑面，用来支撑驱动机构[10]；上表面设有一螺孔，用第七螺钉[69]通过压板压板[70]，固定驱动机构[10]。

本发明的工作原理是：当要对被测轴承进行动态摩擦力矩测量时，按以下步骤操作(参见图1)：

1.水平面调节：调整支撑地脚[61]，用水平仪检查，保证底盘[64]水平；

2.杠杆平衡调节：去掉砝码，调整杠杆支撑手轮[63]到最低位置，调整配重[50]位置，使杠杆[57]处于水平平衡状态，锁紧配重[50]，再调整杠杆支撑手轮[63]，支撑住杠杆[57]；

3.安装被测轴承：将下端系好锥锤[59]的悬丝[60]从轴芯穿出并从被测轴承中穿过，系在加载轴[22]下端，再将被测轴承安装在被测轴承座[3]上，最后将加载轴[22]安装在被测轴承上。

4.旋紧2个锁紧螺钉[55]，将锥锤[59]锁紧，再将加载砝码[56]放置在砝码托盘上，最后将杠杆支撑手轮[63]旋至最低位置，完成加载。

5.调整限位环[67]的位置，使测力计端力传递板[21]的卡口能够卡入测力臂[23]并锁紧，最后调整测力计，将力传递板[21]的卡口卡入测力臂[23]的环槽内。

6.启动控制器(计算机)，运行测试程序，完成测试，打印测试曲线。

Claims (8)

1.一种轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，包括控制器、显示器及主机；所述的主机包括力矩测量机构[1]、被测轴承[2]、被测轴承座[3]、第一锁紧螺母[4]、上罩壳[5]、精密主轴组件[6]、主轴座[7]、膜片联轴器[8]、中罩壳[9]、驱动机构[10]、加载机构[11]和底座组件[12]；力矩测量机构[1]安装在底座组件[12]的立柱[68]上；被测轴承座[3]安装于精密主轴组件[6]顶端的定位锥座[25]内，用第一锁紧螺母[4]锁紧；上罩壳[5]安装在中罩壳[9]上，中罩壳[9]安装在驱动机构[10]上，主轴座[7]安装在驱动机构[10]的上端盖[38]上，精密主轴组件[6]安装在主轴座[7]上，驱动机构[10]安装在底座组件[12]的驱动机构支座[65]上，通过第七螺钉[69]和压板[70]固紧；加载机构[11]安装在底座组件[12]的支座[66]安装孔内，所述力矩测量机构[1]，由测力计[20]、力传递板[21]、加载轴[22]、测力臂[23]组成；力传递板[21]为金属薄板，一端安装在测力计[20]上，另一端设有开口向下的槽，卡于测力臂[23]的环形槽内，加载轴[22]是一个四段的台阶轴，从上到下依次为测力臂安装段、被测轴承安装的轴肩、被测轴承安装轴、悬丝悬挂段；为减轻重量，测力臂沿径向设有通孔，用于安装测力臂[23]，测力臂[23]为圆柱状，靠近两端各设有一环形槽，测力臂以加载轴[22]轴线对称安装，过盈配合，悬丝悬挂段沿轴心线对称开有窄槽，在槽的中部沿径向压一柱销，用于系加载机构[11]的悬丝[60]；测力计[20]安装在测力计安装支架上，安装支架上设有一垂直于测力方向的通孔，用于将测力计安装在底座组件[12]的立柱[68]上，测力计在垂直方向的位置，由限位环[67]及其固定螺钉定位；所述的精密主轴组件[6]，由定位锥座[25]、主轴[26]、第一螺钉[27]、轴承座[28]、外隔套[29]、内隔套[30]、成对轴承[31]、2个轴承盖[32]、套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]组成；主轴[26]内部为空心，用来穿过悬丝[60]；其外部的上端为圆锥，用来安装被测轴承的定位锥座[25]；主轴圆锥段的下部为台阶轴，末端设有外螺纹，上、下装有一对成对轴承[31]，中间用内隔套[30]和外隔套[29]隔开，通过套筒[33]和双第二锁紧螺母[34]将轴承固定在主轴上；轴承座[28]为桶状零件，成对轴承[31]外圈安装在轴承座内，用上下两个轴承盖[32]，通过第一螺钉[27]在轴向压紧固定；下端外部设有一法兰，用螺钉将精密主轴组件安装在主轴座[7]上；主轴[26]轴承内圈安装段与上部的圆锥同轴，定位锥座[25]为一轴套类零件，安装于主轴[26]上，用于安装被测轴承座[3]；其外部上段为圆柱，下段为圆盘，圆盘上分布着2个螺纹孔用于拆卸定位锥座；内部为贯通的圆孔和锥孔，下段的锥孔与主轴[26]的圆锥配合，上端的圆孔与被测轴承座[3]外圆配合。

2.如权利要求1所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述被测轴承座[3]为轴套类零件，其外部为两段圆柱，下部的外圆与精密主轴组件[6]的定位锥座[25]的孔配合，内部为三段从上到下直径依次减小的孔，上段的孔和端面用于安装被测轴承[2]，下面两段孔和端面用于安装第一锁紧螺母[4]，第一锁紧螺母[4]为一个内部有贯穿孔的开槽螺钉，用于锁紧被测轴承座[3]，主轴座[7]外形为一个圆柱体，靠近底部设有一法兰盘，法兰盘上均匀分布4个孔，用于将其联接在驱动机构[10]上，主轴座[7]内部为两个阶梯孔，上端孔径较小，作为精密主轴组件[6]的安装定位孔，主轴座[7]上表面设有四个螺孔，用于联接精密主轴组件[6]，联轴器[8]用于联接驱动机构[10]的联机轴和精密主轴组件[6]的主轴，中罩壳[9]是一桶形零件，其底部有小段较大直径孔和端面，内部设一圆环形成一法兰，法兰上沿圆周分布有四孔，用螺钉将中罩壳联接于驱动机构机壳上，上罩壳[5]为薄壁圆柱形壳体，下部开口，上部设有贯穿孔，穿过主轴，外圆底部设有一小段小直径台阶，通过它将上罩壳[5]套装于中罩壳[9]上，用沿圆周径向分布的螺钉联接。

3.如权利要求1所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述加载轴[22]测力臂安装段内部为空心、薄壁。

4.如权利要求1所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述精密主轴组件[6]的主轴径向跳动小于4微米。

5.如权利要求1所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述驱动机构[10]，由第二螺钉[36]、测速发电机[37]、上端盖[38]、第三螺钉[39]、两个深沟球轴承[40]、联机轴[41]、上轴承盖[42]、第四螺钉[43]、第五螺钉[44]、力矩电机[45]、下轴承盖[46]、下端盖[47]组成；联机轴[41]内部设有通孔，外部为台阶轴，从上到下依次为联轴器、小轴承内圈、发电机转子、力矩电机转子、大轴承安装段；机壳[35]为桶状零件，内部为阶梯孔，从上到下依次为上端盖、发电机定子、力矩电机定子、下端盖安装孔；上端盖[38]为盘类零件，靠近边缘沿圆周均匀分布4个通孔，用第二螺钉[36]安装在机壳孔内，其上部凸起圆环用于安装主轴座[7]，下部内孔用于安装小轴承，支撑联机轴；下端盖[47]亦为盘类零件，安装在机壳[35]下端孔内，其内孔用于安装大轴承，支撑联机轴，两个深沟球轴承[40]用上轴承盖[42]、下端盖[47]、下轴承盖[46]做轴向固定，用调整垫片调整轴承的轴向位置，保证驱动机构的旋转要求，上轴承盖[42]用第三螺钉[39]紧固；测速发电机[37]为外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用第四螺钉[43]固定；力矩电机[45]也是外购成品，其定子安装在机壳[35]内，用第五螺钉[44]固定，转子安装在联机轴[41]上，用螺钉固定。

6.如权利要求1所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述加载机构[11]，由配重[50]、轴承座套[51]、球轴承[52]、支点轴[53]、锁紧螺母座[54]、锁紧螺钉[55]、加载砝码[56]、杠杆[57]、第六螺钉[58]、锥锤[59]、悬丝[60]组成；悬丝[60]其一端系在力矩测量机构[1]的加载轴[22]下端，另一端系在锥锤[59]的上端；锥锤[59]为圆柱形，末端为圆锥，上端沿中心轴开有窄槽，在槽的中部沿径向装配一个圆柱销，用于系悬丝[60]；杠杆[57]是一截面为矩形的杆，左端有一孔，杠杆[57]通过该孔安装在杠杆支点轴上；支点孔右端的部分用于安装配重[50]；杠杆中部与主轴对应的位置局部截面宽度为锥锤直径的两倍，设有一与主轴中心线对应的孔，用于穿过锥锤[59]；其侧面中心设有与锥锤孔正交的通孔，用来穿过锁紧螺钉[55]；杠杆[57]左端设置有砝码托盘，托盘中心设置有圆柱杆，用于精确放置加载砝码[56]；锁紧螺母座[54]安装在杠杆[57]中部两侧，用四个第六螺钉[58]联接，锁紧螺母座[54]由圆柱和长方板组合而成，长方板为安装法兰，设有四个过孔；沿圆柱体轴线，设有贯通的螺孔，用于安装锁紧螺钉[55]，支点轴[53]为台阶轴，两端等径，用于安装轴承[52]，中间部分直径较大，与杠杆上的孔过盈配合，两端的球轴承[52]安装于轴承座套[51]内，轴承座套[51]安装于底座组件[12]的支座[66]上,轴承座套[51]的外形为两段圆柱，较大直径圆柱全段为外螺纹；端面上刻有十字槽，用来旋紧轴承座套[51]；较小的直径的外圆为安装定位段；从较小的直径的外圆端面向里开有直径依次从大到小的三段台阶孔，中间的孔安装轴承[52],配重[50]外形为圆柱，中间设有与杠杆[57]截面相配合的矩形孔，径向设有一个螺纹孔。

7.如权利要求6所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述悬丝[60]用鱼线或细钢丝制作。

8.如权利要求1-7任意一项所述的轴承动态摩擦力矩测试仪，其特征在于，所述的底座组件[12]，由底盘[64]、支撑地脚[61]、支柱[62]、杠杆支撑手轮[63]、驱动机构支座[65]、支座[66]、立柱[68]、限位环[67]、第七螺钉[69]、压板[70]组成；底盘[64]为盘类零件，中心有较大贯穿孔，端面外侧圆周均匀分布着三个螺孔，用于安装支柱[61]，端面内侧圆周均匀分布着六个通孔，用于安装驱动机构支座[65]，左侧设有四个螺孔，用于安装支座[66],支座[66]外形为四段长方体，自上而下，第1段、第3段截面相同，第2段、第4段截面相同且长度较第1段、第3段大且对称；内部形状为第1段有垂直孔，用于安装立柱[68]；第2段内部中间设有平行于底面的贯穿孔，孔两端设有螺纹和退刀槽，用于安装杠杆支点轴；底面向上开有两个正交的槽，垂直于支点轴安装孔的槽较宽，用于安装杠杆，另一槽从底面贯穿至支点轴安装孔，便于装配加载装置[11]的支点轴[53]；立柱[68]为简单的圆柱杆，用于安装测力计；支撑地脚[61]中部是薄圆柱形手轮，上端是螺柱，圆锥形地脚，安装于支柱[62]下面，支柱[62]是一圆柱，上端有螺杆，下端设有螺孔，用来支撑底盘[64]；杠杆支撑手轮[63]为一个手轮，下部设有螺杆，上部为一段圆柱，顶端为圆锥，用于支撑加载机构[11]的杠杆[57]；驱动机构支座[65]是长方块零件，用于支撑驱动机构及其以上零部件；其底面设有两个螺孔，用于将其用螺钉连接在底盘[64]的上表面；上面有一长方形缺口，形成一个支撑面，用来支撑驱动机构[10]；上表面设有一螺孔，用第七螺钉[69]通过压板[70]，固定驱动机构[10]。

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