CN111504831A - 轴承钢球摩擦磨损性能试验台、试验架及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承钢球摩擦磨损性能试验台、试验架及试验方法，能够与轴承钢球配合来模拟轴承钢球在内、外圈之间运动，为技术人员研究轴承钢球性能提供数据支持。用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，包括基座，用于装配在试验台的机架上；轴承座，活动装配在基座上，用于安装陪试轴承，通过陪试轴承转动支撑与轴承钢球配合的从动轮；测力传感器，布置在至少一个轴承座与基座之间，能够在轴承钢球进行摩擦实验时获取轴承座所受到的力矩。

Description

轴承钢球摩擦磨损性能试验台、试验架及试验方法

技术领域

本发明涉及一种轴承钢球摩擦磨损性能试验台、试验架及试验方法。

背景技术

滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件之间的滚动接触来支撑转动零件的。现有技术中的滚动轴承绝大多数已经标准化，主要包括内圈、外圈、滚动体以及保持架，滚动体与内圈、外圈对应形成了滚动轴承中的摩擦副。滚动体在工作时，会相对于内圈、外圈同时滑动及滚动，滚动体所受摩擦力的大小及方向复杂多变，为保证滚动体以及滚动轴承的使用寿命及可靠性，技术人员会在研发阶段对滚动体的摩擦磨损性能进行试验评估。

现阶段技术人员使用的试验机，大多是对整个轴承在不同的转速、载荷、环境温度或润滑状态下进行试验研究，当出现轴承失效或磨损后，由于轴承内圈、外圈与滚动体在工作时受力的复杂性以及滚动体运动轨迹的不确定性，很难确定是何原因导致滚动体损伤的，因此也无法确定用于制作滚动体的轴承材料自身是否存在缺陷。

综上，技术人员现需要一种能够单独对轴承钢球进行测试的试验台，单独研究轴承钢球的摩擦磨损性能。该试验台上应配置有相应的数据采集装置，能够为技术人员研究轴承钢球提供相应的数据支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，能够在研究轴承钢球摩擦磨损性能过程中获取相应的数据；

本发明另外的目的在于提供一种轴承钢球摩擦磨损性能试验台，能够与轴承钢球配合来模拟轴承钢球在内、外圈之间运动，为技术人员研究轴承钢球性能提供数据支持；

本发明另外的目的还在于提供一种轴承钢球摩擦磨损性能试验方法，能够获取轴承钢球在试验时与从动轮之间的摩擦力矩。

为实现上述目的，本发明中的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架采用如下技术方案：

用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，包括：

基座，用于装配在试验台的机架上；

轴承座，活动装配在基座上，用于安装陪试轴承，通过陪试轴承转动支撑与轴承钢球配合的从动轮；

测力传感器，布置在至少一个轴承座与基座之间，能够在轴承钢球进行摩擦实验时获取轴承座所受到的力矩。

其有益效果在于：轴承钢球与从动轮之间的摩擦力能够驱动从动轮转动，从动轮转动支撑在陪试轴承上，陪试轴承的内圈随从动轮的轮轴一起转动，陪试轴承的滚动体与陪试轴承内圈之间的摩擦力会阻碍从动轮转动，陪试轴承的滚动体与外圈之间的摩擦力会作用在轴承座上，布置测力传感器能够获取轴承座所受到的来自于陪试轴承的作用力，该作用力与陪试轴承阻碍从动轮转动的摩擦力、轴承钢球与从动轮之间的摩擦力都与从动轮的转速有关，因此这三者存在关联。进而可以通过测力传感器来判断轴承钢球与从动轮之间的摩擦力的波动变化，也可以通过调整主动轮及轴承钢球的运动状态，使轴承钢球带动从动轮做变速运动，进而可以得到从动轮的加速度，而根据牛顿第二定律，从动轮所具有的加速度是轴承钢球作用于从动轮的驱动力、陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力综合作用的结果，所以可以根据加速度来得到轴承钢球作用于从动轮、与从动轮摩擦而的驱动从动轮转动的摩擦力；另外，陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力与轴承座所受到的来自于陪试轴承的作用力大小相同，可以根据测力传感器获得。本发明通过利用陪试轴承与从动轮之间摩擦力及轴承钢球与从动轮之间摩擦力的关联，在试验架中仅需要布置与轴承座适配的测力传感器即可，在能够获取轴承钢球与从动轮之间摩擦力矩的前提下，结构也比较简单。

进一步的，轴承座通过测力传感器与基座连接。

其有益效果在于：测力传感器不仅能够起到获取信息的作用，也能够实现轴承座相对于基座的连接，能够减少单独用于连接轴承座的结构件的布置，简化试验架的整体结构。

进一步的，测力传感器成对布置，成对的测力传感器与单个轴承座配合，成对的两测力传感器设置在轴承座相背的两侧。

其有益效果在于：轴承座与从动轴之间的摩擦力会使轴承座在径向方向的一端上倾，另一端下摆，而将测力传感器与轴承座接触或相对的位置设计在轴承座的端部位置，因为轴承座使绕轴线摆动的，因此端部位置具有更大的变形量，能够使测力传感器更准确获取信息。同时，当轴承座摆动时，测力传感器能够同时获取轴承座两端受力情况，进而获取驱动轴承座摆动的作用力的大小，对轴承座的两端受力进行监控，有利于保证所获取数据的准确性。

进一步的，轴承座具有在测力传感器排列方向上凸出的传力部分，成对的两个测力传感器分别与轴承座对应侧的传力部分接触。

其有益效果在于：在轴承座上设置专门与测力传感器配合的传力部分，传力部分与成对的两个测力传感器布局匹配，避免轴承座其他结构与测力传感器误触而影响测量结果，能够进一步保证测试结果的准确性。

进一步的，测力传感器有两对，通过测力传感器与基座连接的轴承座有两个。

其有益效果在于：两对测力传感器与两个轴承座匹配，两个轴承座能够满足对从动轴的稳定支撑，两测力传感器又分别实现两轴承座与基座的连接，在满足测力传感器能够获取轴承座所受作用力信息的基础上，简化了试验架的结构。

进一步的，基座的上表面上布置有推力轴承，推力轴承用于与加载机构中顶杆抵顶配合，以使试验架在顶杆推动下带动从动轮向轴承钢球施加径向载荷。

其有益效果在于：设置推力轴承，能够使试验架在具有转动支撑从动轮的前提下，又能够实现从动轮与轴承钢球之间的径向加载，增加了试验架所能够实现的功能，提高了试验架的适用性。

进一步的，测力传感器中与轴承座接触的接触端在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大。

其有益效果在于：测力传感器中用于与轴承座接触在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大，能够尽可能地减少测力传感器与轴承座的接触面积，在轴承座摆动时，测力传感器能够更加灵敏、迅速地获得轴承座位移及受力信息，减少响应时间。

进一步的，测力传感器中与轴承座接触的接触端横截面呈长条形。

其有益效果在于：测力传感器中与轴承座接触的接触端横截面呈长条形，能够使轴承座中尽可能多的部位与测力传感器的接触端接触，有利于保证测试结果的准确性。

为实现上述目的，本发明中的轴承钢球摩擦磨损性能试验台采用如下技术方案：

机架；

试验架，活动装配在机架上；

试验轮组，包括三个以各自转动中心对应于三角形的三个顶点的方式布置的摩擦轮，摩擦轮之间围成用于放置待试验轴承钢球的放置空间；三个摩擦轮中被轴承钢球带动的从动轮转动装配在试验架上；

试验架包括：

基座，用于装配在试验台的机架上；

轴承座，活动装配在基座上，用于安装陪试轴承，通过陪试轴承转动支撑与轴承钢球配合的从动轮；

测力传感器，布置在至少一个轴承座与基座之间，能够在轴承钢球进行摩擦实验时获取轴承座所受到的力矩。

其有益效果在于：轴承钢球与从动轮之间的摩擦力能够驱动从动轮转动，从动轮转动支撑在陪试轴承上，陪试轴承的内圈随从动轮的轮轴一起转动，陪试轴承的滚动体与陪试轴承内圈之间的摩擦力会阻碍从动轮转动，陪试轴承的滚动体与外圈之间的摩擦力会作用在轴承座上，布置测力传感器能够获取轴承座所受到的来自于陪试轴承的作用力，该作用力与陪试轴承阻碍从动轮转动的摩擦力、轴承钢球与从动轮之间的摩擦力都与从动轮的转速有关，因此这三者存在关联。进而可以通过测力传感器来判断轴承钢球与从动轮之间的摩擦力的波动变化，也可以通过调整主动轮及轴承钢球的运动状态，使轴承钢球带动从动轮做变速运动，进而可以得到从动轮的加速度，而根据牛顿第二定律，从动轮所具有的加速度是轴承钢球作用于从动轮的驱动力、陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力综合作用的结果，所以可以根据加速度来得到轴承钢球作用于从动轮、与从动轮摩擦而的驱动从动轮转动的摩擦力；另外，陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力与轴承座所受到的来自于陪试轴承的作用力大小相同，可以根据测力传感器获得。本发明通过利用陪试轴承与从动轮之间摩擦力及轴承钢球与从动轮之间摩擦力的关联，在试验架中仅需要布置与轴承座适配的测力传感器即可，在能够获取轴承钢球与从动轮之间摩擦力矩的前提下，结构也比较简单。

进一步的，轴承座通过测力传感器与基座连接。

其有益效果在于：测力传感器不仅能够起到获取信息的作用，也能够实现轴承座相对于基座的连接，能够减少单独用于连接轴承座的结构件的布置，简化试验架的整体结构。

进一步的，测力传感器成对布置，成对的测力传感器与单个轴承座配合，成对的两测力传感器设置在轴承座相背的两侧。

其有益效果在于：轴承座与从动轴之间的摩擦力会使轴承座在径向方向的一端上倾，另一端下摆，而将测力传感器与轴承座接触或相对的位置设计在轴承座的端部位置，因为轴承座使绕轴线摆动的，因此端部位置具有更大的变形量，能够使测力传感器更准确获取信息。同时，当轴承座摆动时，测力传感器能够同时获取轴承座两端受力情况，进而获取驱动轴承座摆动的作用力的大小，对轴承座的两端受力进行监控，有利于保证所获取数据的准确性。

进一步的，轴承座具有在测力传感器排列方向上凸出的传力部分，成对的两个测力传感器分别与轴承座对应侧的传力部分接触。

其有益效果在于：在轴承座上设置专门与测力传感器配合的传力部分，传力部分与成对的两个测力传感器布局匹配，避免轴承座其他结构与测力传感器误触而影响测量结果，能够进一步保证测试结果的准确性。

进一步的，测力传感器有两对，通过测力传感器与基座连接的轴承座有两个。

其有益效果在于：两对测力传感器与两个轴承座匹配，两个轴承座能够满足对从动轴的稳定支撑，两测力传感器又分别实现两轴承座与基座的连接，在满足测力传感器能够获取轴承座所受作用力信息的基础上，简化了试验架的结构。

进一步的，基座的上表面上布置有推力轴承，推力轴承用于与加载机构中顶杆抵顶配合，以使试验架在顶杆推动下带动从动轮向轴承钢球施加径向载荷。

其有益效果在于：设置推力轴承，能够使试验架在具有转动支撑从动轮的前提下，又能够实现从动轮与轴承钢球之间的径向加载，增加了试验架所能够实现的功能，提高了试验架的适用性。

进一步的，测力传感器中与轴承座接触的接触端在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大。

其有益效果在于：测力传感器中用于与轴承座接触在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大，能够尽可能地减少测力传感器与轴承座的接触面积，在轴承座摆动时，测力传感器能够更加灵敏、迅速地获得轴承座位移及受力信息，减少响应时间。

进一步的，测力传感器中与轴承座接触的接触端横截面呈长条形。

其有益效果在于：测力传感器中与轴承座接触的接触端横截面呈长条形，能够使轴承座中尽可能多的部位与测力传感器的接触端接触，有利于保证测试结果的准确性。

为实现上述目的，本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验方法采用如下技术方案：

设置与轴承钢球接触配合的主动轮和从动轮，通过主动轮带动轴承钢球运动，使轴承钢球带动从动轮转动；

并设置与从动轮传动连接的陪试轴承，通过获取安装陪试轴承的轴承座受到的力矩，反映轴承钢球与从动轮之间的摩擦力矩。

其有益效果在于：轴承钢球与从动轮之间的摩擦力能够驱动从动轮转动，从动轮转动支撑在陪试轴承上，陪试轴承的内圈随从动轮的轮轴一起转动，陪试轴承的滚动体与陪试轴承内圈之间的摩擦力会阻碍从动轮转动，陪试轴承的滚动体与外圈之间的摩擦力会作用在轴承座上，该作用力与陪试轴承阻碍从动轮转动的摩擦力、轴承钢球与从动轮之间的摩擦力都与从动轮的转速有关，因此这三者之间存在关联，进而可以通过观察判断轴承座所受到的作用力来获取轴承钢球与从动轮之间的摩擦力的波动变化情况，本方法通过利用陪试轴承与从动轮之间摩擦力及轴承钢球与从动轮之间摩擦力的关联，能够获取轴承钢球在试验时与从动轮之间的摩擦力矩。

进一步的，使驱动主动轮做变速运动，以通过轴承钢球带动从动轮做变速运动并获取从动轮的加速度a；根据F_1,+ F₂=ma来计算轴承钢球与从动轮之间的摩擦力F_1,，F_2,为轴承座所承受的作用力，m为从动轮的质量。

其有益效果在于：可以通过调整主动轮及轴承钢球的运动状态，使轴承钢球带动从动轮做变速运动，进而可以得到从动轮的加速度，而根据牛顿第二定律，从动轮所具有的加速度是轴承钢球作用于从动轮的驱动力、陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力综合作用的结果，所以可以根据加速度来得到轴承钢球作用于从动轮、与从动轮摩擦而的驱动从动轮转动的摩擦力；另外，陪试轴承阻碍从动轮转动的阻碍力与轴承座所受到的来自于陪试轴承的作用力大小相同，可以通过相应的检测设备获取，比较方便。

附图说明

图1为本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台实施例1的主视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台实施例1中试验轮组与轴承钢球的配合示意图；

图4为图2中试验架与试验轮组的配合结构示意图；

图5为本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台实施例1的试验架的主视图；

图6为本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台实施例1的试验架的剖视图；

图7为本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台实施例1的试验架的俯视图；

图中：

10-轴承钢球摩擦磨损性能试验台；11-试验仓；12-机架；13-高速电机；

14-变频电机；15-挠性联轴器；16-导向板；17-驱动杆；

21-左侧主动轮；22-左侧主动轴；23-右侧主动轮；24-右侧主动轴；

25-从动轮；26-从动轴；27-轴承钢球；

30-试验架；31-基座；32-测力传感器；321-测量部分；322-传力件；323-螺栓；324-拉簧；

33-导向柱；331-弹簧；332-压帽；34-推力轴承；35-轴承座；351-座体；352-陪试轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验方法、轴承钢球摩擦磨损性能试验台及其试验架的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例1：本发明中的轴承钢球摩擦磨损性能试验台用于试验研究轴承中作为滚动体的轴承钢球的疲劳寿命，主要是将所要试验的材料制成轴承钢球，模拟轴承钢球在轴承内圈、轴承外圈之间的长时间运动，为轴承钢球的研究提供数据支持。

如图1及图2所示，轴承钢球摩擦磨损性能试验台10包括机架12，在机架12上布置有实现不同功能的部件。机架12的上半部布置有试验仓11，试验仓11中布置有用于与待测试轴承钢球摩擦配合的摩擦副，摩擦副包括三个转动轮，转动轮均包括轮轴及止转装配在对应轮轴上的摩擦轮，而根据传动关系的不同三个转动轮又分为主动轮与从动轮，在主动轮与从动轮之间预留有用于安装轴承钢球的空间。

本发明中轴承钢球试验台10是利用至少两个主动轮与至少一个从动轮配合形成试验轮组，试验轮组中的各轮的摩擦轮围成一个同时与轴承钢球摩擦配合的放置空间，当主动轮、从动轮转动时能够与轴承钢球摩擦配合，摩擦配合的类型包括滑动摩擦和滚动摩擦。

试验台上设置有作为旋转驱动机构的变频电机14，以及作为辅助启动驱动机构的高速电机13。变频电机14布置有两个，两个主动轮中与摩擦轮传动连接的轮轴即主动轴分别与两个变频电机14之间通过传动带连接，各主动轴的转速可单独调整。从动轮中与作为轮轴的从动轴26通过挠性联轴器15连接高速电机13，挠性联轴器15能够对从动轴与高速电机13之间的位移进行补偿。

如图3、图4所示，试验仓11中布置的摩擦副包括二个主动轮，还包括一个从动轮25。与两个主动轮对应的传动轴为左侧主动轴22和右侧主动轴24，左侧主动轴22以及右侧主动轴24与对应的摩擦轮止转装配。从动轮25中的轮轴为中间从动轴26，中间从动轴26位于两主动轴轴心连线中线的正上方。各轮轴的轴线均沿水平方向延伸，且相互平行。

试验轮组中的主动轮包括左侧主动轮21及右侧主动轮23，各主动轮的摩擦轮与对应主动轴止转装配。从动轮25位于左侧主动轮21及右侧主动轮23之间连线中点的正上方。

其中，左侧主动轮21、右侧主动轮23及从动轮25的轴心连线构成了一个三角形，左侧主动轮21、右侧主动轮23及从动轮25分别位于三角形的三个顶点上，在左侧主动轮21、右侧主动轮23及从动轮25围成的空间中，用于放置轴承钢球27，轴承钢球27能够同时与左侧主动轮21、右侧主动轮23及从动轮25接触。

在左侧主动轮21、右侧主动轮23以及从动轮25中摩擦轮的轮面上，设置有与轴承钢球27匹配的滚道，轴承钢球27安装在由滚道对合形成的空间中，轴承钢球27能够与滚道接触，模拟出轴承钢球27在轴承内圈、轴承外圈之间运动情况，并且滚道对合形成的空间也能够防止轴承钢球27在试验时意外飞出。

本实施例中，从动轮25是布置在试验架30上的，如图5、图6及图7所示，试验架30主要包括基座31、轴承座35及测力传感器32。具体来讲，基座31为矩形板体，在基座31的上表面设置有四个沿上下方向延伸的导向柱33，机架中对应设置有与基座31平行的导向板，导向板上沿上下方向贯穿设置有导向孔，基座31的导向柱33穿过导向孔，且能够与机架的导向孔配合，以使基座31能够在上下方向上相对于机架运动，而机架上装配与基座31传动连接、以带动基座31向上或向下运动的基座电机，在基座电机的驱动下，试验架整体能够快速地上升或下降。

基座31的下表面的四个边角处，均布置有一支柱状的测力传感器32，测力传感器32沿上下方向延伸，两个测力传感器32为一对。本实施例中，测力传感器32包括测量部分321和传力件322，测量部分321的顶部与基座31固定连接，测量部分321的底部为敏感受力面，敏感受力面与被测物体接触时，能够获取被测物体相对于敏感受力面动作而作用在敏感受力面上的压力。本实施例中，传力件322顶部连接在敏感受力面上，作为测力传感器32与轴承座35接触的接触端。在传力件322在远离轴承座35的方向上横截面逐渐增大，且与轴承座接触的接触面呈长条形。

本实施例中，轴承座35有两个，均位于基座31的下方，轴承座35包括座体351和安装在座体351上的陪试轴承352，陪试轴承352的外圈相对于座体351固定，内圈套装在从动轴26上，两轴承座35分别位于从动轴26的两端，以转动支撑从动轮25。四支测力传感器32两两为一对，一对测力传感器32对应于一个轴承座35，且一组测力传感器32内的两个测力传感器32分别与轴承座35在径向方向的两端接触，而轴承座35中也设置有沿一对测力传感器32排列方向上凸出的传力部分，传力部分呈耳板状，专门与测力传感器32的接触端接触。在其他的实施例中，轴承座的座体上可以不再设置有传力部分。

具体来讲，在传力件322与轴承座35的同一侧的外侧面上，布置有轴线沿水平方向延伸的螺栓323，两螺栓323之间布置有拉簧324，以使轴承座35与传力件322连接，进而实现轴承座35与测力传感器32的连接。因为轴承座35是通过拉簧324与测力传感器32连接的，所以轴承座35仍具有相对于测力传感器32运动的运动空间，以满足轴承座35活动装配在基座31上的要求。

传力件322的上半部分截面呈矩形，与测力传感器32中测量部分321的下端具有足够大的接触面积，传力件322的下半部分截面呈梯形，且梯形中长度较小的底边与轴承座35接触，在实际使用时，传力件322与轴承座35的接触面积为沿着轴承座35中陪试轴承352轴线延伸的长条型接触面，此时尽可能地减小传力件322与轴承座35的接触面积，能够使传力件322能够更加灵敏地将轴承座35动作而产生的作用力传递至测量部分321的敏感受力面。

本发明中，轴承钢球27与从动轮25的摩擦轮之间为滚动摩擦，而滚动摩擦力能够驱动从动轮25转动，从动轮在转动时又受到陪试轴承352的摩擦阻力的影响。又因为主动轮、从动轮所围成空间较为紧凑，无法直接布置数据采集装置，本实施例中，将作为数据采集装置的测力传感器32布置在轴承座35处，陪试轴承352与从动轴26之间的摩擦力会使轴承座35窜动，即径向方向上，轴承座35的一端会上倾，另一端会下摆，对应地位于轴承座35两端的测力传感器32能够获取轴承座35因移动而作用在传力件322上压力的变化，进而可以获取陪试轴承352作用在从动轴上的阻力矩。

轴承钢球摩擦磨损性能试验方法如下：因为轴承钢球27与从动轮26之间的摩擦力能够驱动从动轮26转动，从动轮26转动支撑在陪试轴承352上，陪试轴承352的内圈随从动轮26的轮轴一起转动，陪试轴承352的滚动体与陪试轴承352的内圈之间的摩擦力会阻碍从动轮26转动，陪试轴承352的滚动体与外圈之间的摩擦力会作用在轴承座35上，布置测力传感器32能够获取轴承座35所受到的来自于陪试轴承352的作用力，该作用力与陪试轴承252阻碍从动轮25转动的摩擦力、轴承钢球27与从动轮25之间的摩擦力都与从动轮的转速有关，因此这三者存在关联，进而可以通过测力传感器32来判断轴承钢球27与从动轮25之间的摩擦力的波动变化。

另外，也可以通过调整主动轮及轴承钢球27的运动状态，使轴承钢球27带动从动轮26做变速运动，进而可以得到从动轮26的加速度a，而根据牛顿第二定律，即F_1,+ F₂=ma，从动轮26所具有的加速度a是轴承钢球27作用于从动轮的驱动力F₁、陪试轴承352阻碍从动轮26转动的阻碍力F₂综合作用的结果，所以可以根据加速度a来得到轴承钢球27作用于从动轮26、与从动轮26摩擦而的驱动从动轮26转动的摩擦力即F₁；其中，另外陪试轴承352阻碍从动轮26转动的阻碍力F₂与轴承座35所受到的来自于陪试轴承352的作用力大小相同，可以根据测力传感器获得。在使用本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验方法时，可以使主动轮作匀速运动，从而来判断轴承钢球与从动轮之间的摩擦力的波动变化，也可以使主动轮作变速运动，通过牛顿第二定律来确定轴承钢球与从动轮之间摩擦力的大小。

本实施例中，机架12上还装配有作为加载机构的电动缸，电动缸包括作为顶杆的驱动杆17，驱动杆17沿上下方向延伸布置，而试验架30中基座31的上表面设置有推力轴承34，电动缸的驱动杆17能够顶在推力轴承34上，当驱动杆17向下伸出时，能够带动试验架30下移，进而带动从动轮25抵顶轴承钢球27，模拟出从动轮25向轴承钢球27施加径向载荷的情况。

基座31中，导向柱33穿出导向板16的柱体上套装有弹簧331，这一部分的柱体的端部还螺接有压帽332，此时的弹簧331两端分别与导向板16的板面以及压帽332的下端面抵顶配合。当电动缸的驱动杆17向下伸出时，试验架30随之下移而向轴承钢球27加载，此时弹簧331被压缩。驱动杆17向上缩回时，弹簧331恢复形变会带动试验架30上移，移除电动缸所施加的负载，能够通过改变驱动杆17的不同的动作方式，能够模拟出不同的加载方式。在其他实施例中，基座上还可以不设置推力轴承，而试验台中也对应不再布置加载机构。

当然，本发明中的轴承钢球摩擦磨损性能试验台不局限于采用实施例1提供的技术方案，还可以采用以下实施例提供的技术方案。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例2：与上述实施例的不同在于，本实施例中，在基座与轴承座之间布置有拉簧，拉簧的一端与基座下表面连接，另一端与轴承座朝向基座的侧面连接，从而使轴承座通过拉簧吊装在基座上。因为拉簧能够在受到外力时发生弹性形变，所以能够满足轴承座活动装配在基座上的要求。在基座上固定连接测力传感器，测力传感器中用于感受压力变化的接触端与轴承座接触，能够在进行轴承钢球摩擦实验时，获取轴承座所受到的作用力，进而得到与该作用力关联的，轴承钢球与从动轮之间的摩擦力矩的波动变化，所以并不局限于采用轴承座通过测力传感器与基座连接的方案。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例3：与上述实施例的不同在于，本实施例中，一个轴承座对应于一个测力传感器和一个弹性连接杆，传感器和连接件分别位于轴承座在径向方向上相背的两侧。此时的弹性连接杆仅起到连接作用，测力传感器既能够起到数据采集的功能，又能够其上的拉簧轴承座连接，并不局限于采用成对的测力传感器来实现与轴承座配合的方案。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例4：与上述实施例的不同在于，本实施例中，位于基座下方的轴承座间隔布置有三个，其中位于首尾两端的两个轴承座用于支撑从动轴的两端，并且这两个轴承座通过测力传感器与基座连接，而位于中间的轴承座通过连杆与基座连接，并不局限于采用测力传感器有两对，通过测力传感器与基座连接的轴承座有两个的方案。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例5：与上述实施例的不同在于，本实施例中，测力传感器中与轴承座接触的接触端为等径结构，例如常见的方柱、圆柱等，方柱或圆柱的与轴承座可以为点接触、线接触或面接触，且这些等径结构在远离轴承座的方向上横截面相同。或者在其他实施例中，测力传感器中与轴承座接触的接触端为锥台或圆台结构，此时在远离轴承座的方向上横截面逐渐减小。并不局限于采用测力传感器中与轴承座接触的接触端在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大的方案。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验台的实施例6：与上述实施例的不同在于，本实施例中， 测力传感器与轴承座之间为点接触、或线接触，也可以为面接触。其中，测力传感器的接触端为球面，对应与轴承座的接触面也为球面。当然测力传感器的接触端为顶针结构，对应于轴承座的接触面为点接触。

本发明中用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架的结构与上述试验台实施例中的试验架结构相同，因此关于试验台的实施例不再重复说明。

本发明中轴承钢球摩擦磨损性能试验方法已经在上述试验台实施例中结合试验台展开说明，所以此处不再重复说明。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.轴承钢球摩擦磨损性能试验方法，其特征在于，

设置与轴承钢球接触配合的主动轮和从动轮，通过主动轮带动轴承钢球运动，使轴承钢球带动从动轮转动；并设置与从动轮传动连接的陪试轴承，通过获取安装陪试轴承的轴承座受到的力矩，反映轴承钢球与从动轮之间的摩擦力矩。

2.根据权利要求1所述的轴承钢球摩擦磨损性能试验方法，其特征在于，使驱动主动轮做变速运动，以通过轴承钢球带动从动轮做变速运动并获取从动轮的加速度a；根据F_1,+ F₂=ma来计算轴承钢球与从动轮之间的摩擦力F_1,，F_2,为轴承座所承受的作用力，m为从动轮的质量。

3.用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，包括：

基座，用于装配在试验台的机架上；

轴承座，活动装配在基座上，用于安装陪试轴承，通过陪试轴承转动支撑与轴承钢球配合的从动轮；

测力传感器，布置在至少一个轴承座与基座之间，能够在轴承钢球进行摩擦实验时获取轴承座所受到的力矩。

4.根据权利要求3所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，轴承座通过测力传感器与基座连接。

5.根据权利要求3或4所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，测力传感器成对布置，成对的测力传感器与单个轴承座配合，成对的两测力传感器设置在轴承座相背的两侧。

6.根据权利要求5所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，轴承座具有在测力传感器排列方向上凸出的传力部分，成对的两个测力传感器分别与轴承座对应侧的传力部分接触。

7.根据权利要求5所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，测力传感器有两对，通过测力传感器与基座连接的轴承座有两个。

8.根据权利要求3或4所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，基座的上表面上布置有推力轴承，推力轴承用于与加载机构中顶杆抵顶配合，以使试验架在顶杆推动下带动从动轮向轴承钢球施加径向载荷。

9.根据权利要求3或4所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，其特征在于，测力传感器中与轴承座接触的接触端在远离轴承座的方向上横截面逐渐增大。

10.轴承钢球摩擦磨损性能试验台，其特征在于，包括：

机架；

试验架，活动装配在机架上；

试验轮组，包括三个以各自转动中心对应于三角形的三个顶点的方式布置的摩擦轮，摩擦轮之间围成用于放置待试验轴承钢球的放置空间；

所述试验架为上述权利要求3-9中任一项所述的用于轴承钢球摩擦磨损性能试验台的试验架，三个摩擦轮中被轴承钢球带动的从动轮转动装配在试验架上。

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