CN109724800B - 一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，包括设置于机架上并与控制系统电联接的试验轴、传感器系统和施力系统，机架包括横纵向垂直固定的两个分支架，纵向分支架上外伸有的导轮组件，试验轴的一端滚动设置于导轮组件中，另一端通过电推缸驱动；试验轴上开设有用于放置试验轴承的轴承座孔，安装在纵向分支架上的施力系统的施力端与试验轴承相对应；传感器系统用于采集试验轴承的受压力值。本发明的目的是提供一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，可以实现试验轴匀速运动，避免了试验轴承的重力对摩擦力的影响，进而保证了试验数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及试验机技术领域，特别是涉及一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机。
背景技术
传统的直线往复轴承试验机的试验轴是通过偏心轮来驱动的，其试验轴的速度是一直在变化的，因此只能取一个平均速度。并且传统的直线往复轴承试验机是卧式即水平设置的，其试验轴承所受的侧压力会受到重力的影响，导致试验数据的准确性与真实性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现试验轴匀速运动，避免了试验轴承的重力对摩擦力的影响，进而保证了试验数据的准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，包括设置于机架上并与控制系统电联接的试验轴、传感器系统和施力系统，所述机架包括横纵向垂直固定的两个分支架，纵向分支架上外伸有的导轮组件，所述试验轴的一端滚动设置于所述导轮组件中，另一端通过电推缸驱动；所述试验轴上开设有用于放置试验轴承的轴承座孔，安装在所述纵向分支架上的所述施力系统的施力端与所述试验轴承相对应；所述传感器系统用于采集所述试验轴承的受压力值。
优选的，所述导轮组件包括支撑杆固定的导向轮，内装有滚动轴承一的所述导向轮用于对所述试验轴进行径向定位。
优选的，所述电推缸通过伺服电机驱动，且所述试验轴的另一端通过关节轴承与所述电推缸的活动推杆相连接。
优选的，所述电推缸的活动推杆前端有螺纹连接装置，所述电推缸通过螺纹与所述试验轴另一端的关节轴承相连。
优选的，所述施力系统包括手轮、弹簧装置和电推杆，所述手轮的螺旋杆一端伸出施力框架中并对其中的所述弹簧装置施加压力，所述弹簧装置的另一端与通过所述电推杆驱动，所述电推杆的前端用于对所述试验轴承施加力。
优选的，所述传感器系统包括侧压力传感器，所述螺旋杆的末端与所述弹簧装置接触的位置设置有所述侧压力传感器。
优选的，所述传感器系统还包括动态压力传感器，所述动态压力传感器设置于所述纵向分支架的顶端并与所述试验轴相对应。
优选的，所述动态压力传感器的底端连接有传力杆，所述传力杆的另一端与所述轴承座孔内安装的轴承座相抵接。
优选的，所述传感器系统还包括激光位置传感器，所述激光位置传感器的测试端与所述试验轴承相对应设置。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的低匀速直线滑动轴承试验机，解决了可靠地测量轴承材料在低匀速往复直线滑动工况下的摩擦系数的难题。该试验机的试验轴由直线伺服电机驱动的电动推杆带动，可实现试验轴匀速运动；并且垂直设计避免了重力对摩擦力的影响；该试验机由激光位置测量仪测量并控制试验轴的位置和行程，可保证实现试验轴的精准行程和位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机的整体结构示意图；
图2为传力杆与轴承座位置设置示意图；
其中，1机架；2滚动轴承一；3直线轴承；4电推杆；5侧压力传感器；6弹簧装置；7手轮；8关节轴承；9电推缸；10试验轴；11激光位置传感器；12试验轴承；13导轮组件；14动态压力传感器；15传力杆；16轴承座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现试验轴匀速运动，避免了试验轴承的重力对摩擦力的影响，进而保证了试验数据的准确性。
基于此，本发明提供的低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，包括设置于机架上并与控制系统电联接的试验轴、传感器系统和施力系统，机架包括横纵向垂直固定的两个分支架，纵向分支架上外伸有水平的导轮组件，试验轴的一端滑动设置于导轮组件中，另一端通过电推缸驱动；试验轴上开着有用于放置试验轴承的轴承座孔，安装在纵向分支架上的施力系统的施力端与试验轴承相对应；传感器系统用于采集试验轴承的受压力值。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-2，其中，图1为低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机的整体结构示意图；图2为传力杆与轴承座位置设置示意图。
如图1-2所示，本发明提供一种低匀速直线滑动轴承摩擦力试验机，包括设置于机架1上并与控制系统电联接的试验轴10、传感器系统和施力系统，机架1包括横纵向垂直固定的两个分支架，纵向分支架上外伸有的导轮组件13，试验轴10的一端滚动设置于导轮组件13中，另一端通过电推缸9驱动；试验轴10上开着有用于放置试验轴承12的轴承座16孔，安装在纵向分支架上的施力系统的施力端与试验轴承12相对应；传感器系统用于采集试验轴承12的受压力值。
导轮组件13包括支撑杆固定的导向轮，内装有滚动轴承一2的导向轮用于对试验轴10进行径向定位。电推缸9通过伺服电机驱动，且试验轴10的另一端通过关节轴承8与电推缸9的电推杆4相连接。进一步地，电推缸9的活动推杆前端有螺纹连接装置，电推缸9通过螺纹与试验轴10另一端的关节轴承8相连。
其中，电推缸9又名电缸，电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，实现高精度直线运动。电缸的活动推杆前端有螺纹连接装置，通过螺纹与试验轴10相连。
施力系统包括手轮7、弹簧装置6和电推杆4，手轮7的螺旋杆一端伸出施力框架中并对其中的弹簧装置6施加压力，弹簧装置6的另一端与电推杆4连接，电推杆4的前端用于对试验轴承12施加力。传感器系统包括侧压力传感器5，螺旋杆的末端与弹簧装置6接触的位置设置有侧压力传感器5。电推缸9的活动推杆前端有螺纹连接装置，电推缸9通过螺纹与试验轴10另一端的关节轴承8相连。
传感器系统还包括动态压力传感器14，动态压力传感器14设置于纵向分支架的顶端并与试验轴10相对应。动态压力传感器14的底端连接有传力杆15，传力杆15的另一端与轴承座16孔内安装的轴承座16相抵接。试验轴承12的座孔是通过传力杆15、动态压力传感器与机架1相联，其保证试验轴承12只承受纵向力，不会承受侧压力及其它力。
传感器系统还包括激光位置传感器11，激光位置传感器11的测试端与试验轴承12相对应设置。
低匀速直线滑动轴承试验机是用于测量轴承材料在低匀速往复直线滑动工况下的摩擦系数，主要是用于测量气缸滑动轴承在不同低匀速度下的动摩擦力的实时数据，以及滑动轴承在启动和停止瞬间的静摩擦力数据。
工作原理：是通过向试验轴承12(一种滑动轴承)径向(即侧向)施压(因此有时亦称侧压力)，来获得对试验轴10的摩擦运动而言的正压力，再通过试验轴10的轴向运动获得轴与轴套之间的摩擦力。根据公式，摩擦系数＝摩擦力/正压力，通过计算即可得到试验轴承12材料的摩擦系数。
试验机结构：
本试验机采用试验轴10承12垂直排布结构。转动手轮7，经丝杆顶压侧压力传感器5，通过压缩弹簧将力值传导到装于轴承座16孔中的试验轴承12上，以此获得摩擦正压力(因该力是从侧向施加的故有时亦称侧压力)，数据由普通静态压力传感器采集；摩擦力是由串联于试验轴承12上端的动态压力传感器14采集，试验轴10与由伺服电机驱动的电推缸9联结，通过电推缸9带动试验轴10作往复直线匀速运动，试验轴10实际位置由激光位置传感器11测得。试验轴10与试验轴10套间产生的摩擦力通过传力杆15传递到动态压力传感器14上(与轴承座16相接触的电推杆4前端为滚动轴承，因滚动摩擦系数远小于试验轴承12的滑动摩擦系数，固在此其对试验影响可忽略不计)。两个滚动导轮主要作用是反向抵消加在试验轴10上的侧压力，使试验轴10不受弯折力。
相对于现有的试验机，本发明中的试验机具有以下特点：
1.传统的直线往复轴承试验机是通过偏心轮来驱动的，其试验轴10的速度是一直在变化的，因此只能取一个平均速度。本发明试验机的试验轴10由直线伺服电机驱动的电动推杆带动，可实现试验轴10匀速运动。
2.传统的直线往复轴承试验机是卧式即水平设置的，其试验轴承12所受的侧压力会受到重力的影响，而本发明试验机的垂直设计避免了重力对摩擦力的影响。
3.本发明试验机由激光位置测量仪测量并控制试验轴10的位置和行程，可保证实现试验轴10的精准行程和位置。
4.本发明试验机用动态压力传器来采集摩擦力，能记录摩擦力的实时数据，也能记录静摩擦力的瞬间数据，用该数据可绘制实时摩擦力图。
5.本发明试验机用的驱动试验轴10的直线伺服电机是低匀速的，试验轴10的速度可低至每秒1毫米，而试验轴10的最高速度是每秒100毫米，其最大行程可达100毫米。
6.本发明试验机所加的侧压力范围是5至500牛顿，动态压力传感器14每秒可采集1000实时数据并由电脑记录存储。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：包括设置于机架上并与控制系统电联接的试验轴、传感器系统和施力系统，所述机架包括横纵向垂直固定的两个分支架，纵向分支架上外伸有的导轮组件，所述试验轴的一端滚动设置于所述导轮组件中，另一端通过电推缸驱动；所述试验轴上开设有用于放置试验轴承的轴承座孔，安装在所述纵向分支架上的所述施力系统的施力端与所述试验轴承相对应；所述传感器系统用于采集所述试验轴承的受压力值；
所述导轮组件包括支撑杆固定的导向轮，内装有滚动轴承一的所述导向轮用于对所述试验轴进行径向定位；所述传感器系统还包括激光位置传感器，所述激光位置传感器的测试端与所述试验轴承相对应设置。
2.根据权利要求1所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述电推缸通过伺服电机驱动，且所述试验轴的另一端通过关节轴承与所述电推缸的活动推杆相连接。
3.根据权利要求2所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述电推缸的活动推杆前端有螺纹连接装置，所述电推缸通过螺纹与所述试验轴另一端的关节轴承相连。
4.根据权利要求1所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述施力系统包括手轮、弹簧装置和电推杆，所述手轮的螺旋杆一端伸出施力框架中并对其中的所述弹簧装置施加压力，所述弹簧装置的另一端与通过所述电推杆驱动，所述电推杆的前端用于对所述试验轴承施加力。
5.根据权利要求4所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述传感器系统包括侧压力传感器，所述螺旋杆的末端与所述弹簧装置接触的位置设置有所述侧压力传感器。
6.根据权利要求1所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述传感器系统还包括动态压力传感器，所述动态压力传感器设置于所述纵向分支架的顶端并与所述试验轴相对应。
7.根据权利要求6所述的直线滑动轴承摩擦力试验机，其特征在于：所述动态压力传感器的底端连接有传力杆，所述传力杆的另一端与所述轴承座孔内安装的轴承座相抵接。
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