CN111912730A - 一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及轴承衬套试验技术领域，具体公开了一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，包括试验底台以及安装在试验底台上的驱动装置、加载装置、导向装置以及衬垫固定装置，加载装置包括开设有安装通孔的支座，安装于安装通孔内的螺杆，分别位于支座上方和下方的第一加载螺母和第二加载螺母，以及安装在螺杆上的压力传感器和固定于支座上的滑块；支座与驱动装置铰接；滑块与导向装置滑动连接；第一加载螺母和第二加载螺母将螺杆固定于支座上。本发明的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其中加载装置通过第一加载螺母、第二加载螺母调节螺杆向衬垫施加加载力，能够满足加载强度，再结合压力传感器的测量实现了加载力的连续、准确调节。
Description
技术领域
本发明涉及轴承衬套试验技术领域，尤其涉及一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机。
背景技术
自润滑关节轴承是一种球面滑动轴承，其结构主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成。内外圈之间镶嵌或黏接自润滑衬垫材料，使其具有免维护、无需润滑、摩擦因数小等优点，因此衬垫性能对关节轴承尤为重要，一旦衬垫发生严重磨损,将失去正常润滑能力，导致关节轴承失效,因此需要试验机对自润滑衬垫摩擦、磨损性能进行试验，从而保证自润滑衬垫的性能。
目前已有一些针对衬垫磨损试验机，如采用液压设备进行加载试验机(专利号CN207703659U)，但是此液压设备过于庞大且复杂，会导致维护困难以及增加试验台承载风险。此外，轴套式滚动摩擦(专利号CN107560932A)，其径向载荷施加在中心轴两端，长时间加载会导致其中心轴变形影响衬垫磨损。此外，往复式双工位摩擦磨损试验机(专利号CN106092794B)采用了一种衬垫重物杠杆式加载方式，简单方便，但是需要配置不同的重物，且采用的运动方式为电机驱动圆盘旋转式运动方式，需要附加的齿轮系统。
因此需要一种能够方便施加不同载荷，且快速运动的关节轴承自润滑衬垫磨损实验机。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施方式提供一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机。
一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，包括试验底台以及安装在试验底台上的驱动装置、加载装置、导向装置以及衬垫固定装置，驱动装置与加载装置铰接，导向装置与加载装置滑动连接，衬垫固定装置将衬垫固定于试验底台上，驱动装置输出直线往复运动力，并带动加载装置在衬垫上往复摩擦，以及带动加载装置在导向装置上往复滑动，其中：
加载装置包括，开设有安装通孔的支座，安装于安装通孔内的螺杆，分别位于支座上方和下方的第一加载螺母和第二加载螺母，以及安装在螺杆上的压力传感器和固定于支座上的滑块；支座与驱动装置铰接；滑块与导向装置滑动连接；第一加载螺母和第二加载螺母将螺杆固定于支座上。
进一步的，驱动装置包括固定连接的转动部件与传动部件，传动部件包括主旋转盘以及前端固定于主旋转盘边缘的连杆，其中：
主旋转盘中心固定安装在转动部件输出端；
连杆的后端与加载装置铰接。
进一步的，转动部件包括连接轴、联轴器以及固定于试验底台上的驱动电机，其中：
连接轴一端铰接于主旋转盘的中心位置；
联轴器将驱动电机输出端和连接轴固定连接。
进一步的，导向装置包括与滑块相匹配的导向滑轨，导向滑轨固定安装在试验底台上。
进一步的，衬垫固定装置包括薄膜垫以及两个阶梯型的压块，其中：
薄膜垫置于衬垫下方；
两个压块分别位于衬垫的前后两端，压块抵止于衬垫并固定安装在试验底台上。
进一步的，螺杆的下端为圆球状。
进一步的，导向滑轨的截面形状为“工”型。
进一步的，加载装置包括两个滑块，导向装置包括两条导向滑轨，两个滑块分别安装在支座的左侧和右侧。
进一步的，加载装置还包括两个滑块连接件，两个滑块连接件一端固定于支座的左右两侧，另一端固定安装滑块。
进一步的，加载装置还包括连杆连接件，连杆连接件固定于支座的前端，连杆的后端通过螺栓与连杆连接件铰接。
本发明的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其驱动装置输出直线往复运动力使加载装置在导向装置的作用下实现对衬垫的直线往复摩擦，从而实现衬垫磨损试验，加载装置通过第一加载螺母、第二加载螺母调节螺杆向衬垫施加加载力，能够满足加载强度，再结合压力传感器的测量实现了加载力的连续、准确调节；整个试验机具备加载原理简单、结构精简、连续可调、操作方便等优点。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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它附图。
图1为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机的整体结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机的部分结构示意图(一)；
图3为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机的部分结构示意图(二)；
图4为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机中加载装置的部分结构示意图；
图5为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机的部分结构示意图(三)；
图6为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机的部分结构示意图(四)；
图7为根据本发明实施方式的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机中衬垫固定装置的结构示意图；
其中：1-试验底台、2-驱动装置、21-转动部件、211-连接轴、212-联轴器、213-驱动电机、22-传动部件、221-主旋转盘、222-连杆、3-加载装置、31-支座、32-螺杆、33-第一加载螺母、34-第二加载螺母、35-压力传感器、36-滑块、37-滑块连接件、38-连杆连接件、4-导向装置、41-导向滑轨、5-衬垫固定装置、51-薄膜垫、52-压块、6-衬垫。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通的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它实施方式，都属于本发明的保护范围。
如图1至图7所示，本发明实施例公开了一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，包括试验底台1以及安装在试验底台1上的驱动装置2、加载装置3、导向装置4以及衬垫固定装置5，驱动装置2与加载装置3铰接，导向装置4与加载装置3滑动连接，衬垫固定装置5将衬垫6固定于试验底台1上，驱动装置2输出直线往复运动力，并带动加载装置3在衬垫6上往复摩擦，以及带动加载装置3在导向装置4上往复滑动。加载装置3在进行往复运动时，向衬垫6施加载荷，实现衬垫6的磨损试验。
如图2和图4所示，试验机中加载装置3包括开设有安装通孔的支座31，安装于安装通孔内的螺杆32，分别位于支座31上方和下方的第一加载螺母33和第二加载螺母34，以及安装在螺杆32上的压力传感器35和固定于支座31上的滑块36；支座31与驱动装置2铰接；滑块36与导向装置4滑动连接；第一加载螺母33和第二加载螺母34将螺杆32固定于支座31上。本实施例的第一加载螺母33和第二加载螺母34的螺动可以调节螺杆32相对于支座31的高度，以此调节螺杆32的下端和衬垫6之间的摩擦力大小。压力传感器35用于测量螺杆32和衬垫6摩擦时产生的压力大小，作业人员可通过压力传感器35的测量结果调节第一加载螺母33和第二加载螺母34，实现压力的连续可调。支座31上的安装通孔优选为螺纹孔，和螺杆32上的螺纹相互匹配。加载装置3组装时，首先将压力传感器35套设于螺杆32上，再将第二加载螺母34螺到螺杆32上，将螺杆32的上端从支座31的安装通孔下方螺入，之后再将第一加载螺母33螺到螺杆32的上端。通过第一加载螺母33和第二加载螺母34在螺杆32上螺动，一方面可以对试验过程中的螺杆32的位置进行固定，另一方面，可以通过螺动第一加载螺母33和第二加载螺母34实现加载力的连续调节，配合压力传感器35的测量实现加载力的准确调节。
本发明实施例的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其驱动装置输出直线往复运动力使加载装置在导向装置的作用下实现对衬垫的直线往复摩擦，从而实现衬垫磨损试验，加载装置通过第一加载螺母、第二加载螺母调节螺杆向衬垫施加加载力，能够满足加载强度，再结合压力传感器的测量实现了加载力的连续、准确调节；整个试验机具备加载原理简单、结构精简、连续可调、操作方便等优点。
具体的，如图5与图6所示，本发明实施例的试验机中，驱动装置2包括固定连接的转动部件21与传动部件22，转动部件21为动力输出部件，传动部件22为动力转化部件，传动部件22将转动部件21输出的周向转动转化为往复运动。传动部件22包括主旋转盘221以及前端固定于主旋转盘221边缘的连杆222，其中：主旋转盘221中心固定安装在转动部件21输出端；连杆222的后端与加载装置3铰接。主旋转盘221在转动时，与之铰接的连杆222随主旋转盘221发生运动，由于导向装置4的设置，使连杆222拉动加载装置3在一定直线方向上往复运动，对衬垫6进行摩擦试验。本实施例的传动部件22借鉴曲柄滑块运动原理，能够有效减少摩擦所带来的振动，产生的快速往复运动能够加速对衬垫6的磨损，保证工作连贯性，加速试验进程，缩短试验周期，从而节约试验时间。
具体的，如图5与图6所示，本发明实施例的试验机中转动部件21包括连接轴211、联轴器212以及固定于试验底台1上的驱动电机213，其中：连接轴211一端铰接于主旋转盘221的中心位置；联轴器212将驱动电机213输出端和连接轴211固定连接。驱动电机213的输出端转动时，带动和联轴器212相连的连接轴211同步转动，进而带动与之固定连接的主旋转盘221以中心位置为轴线进行转动。本实施例不限定主旋转盘221和连接轴211之间的连接方式，可在连接轴211的一端设置螺纹，主旋转盘221中心为与之匹配的螺纹孔，实现螺动连接。本实施例不限定驱动电机213的产品型号，本领域技术人员根据衬垫摩擦试验所需要的摩擦频率进行选用。
具体的，如图2和图3所示，本发明实施例的试验机中导向装置4包括与滑块36相匹配的导向滑轨41，导向滑轨41固定安装在试验底台1上。为实现加载装置3在直线上往复运动，本实施例中的导向滑轨41呈直线型，提高加载装置3的整体刚度，保证螺杆32和支座31连接处的变形量，从而保证摩擦加工质量。本实施例不限定导向滑轨41的长度以及截面形状，为实现更佳的导向效果，本实施例中导向滑轨41的截面形状为“工”型，相对应的，滑块36对应设置具有收口的凹槽，可以避免在竖直方向上滑块36脱离导向滑轨41。本实施例还可设计其他截面形状的导向滑轨41，再相对应的设计滑块36的形状，实现导向滑轨41和滑块36之间相互吻合即可。本实施例不限定导向滑轨41与试验底台1之间的固定方式。可通过螺栓固定，或者焊接的方式实现。
具体的，如图7所示，本发明实施例的试验机中衬垫固定装置5包括薄膜垫51以及两个阶梯型的压块52，其中：薄膜垫51置于衬垫6下方；两个压块52分别位于衬垫6的前后两端，压块52抵止于衬垫6并固定安装在试验底台1上。阶梯型的压块52实现对衬垫6的定位，防止在摩擦试验过程中衬垫6发生移位，从而对试验结果造成误差。本实施例压块52的宽度优选为与衬垫6的宽度相同，实现更佳的定位效果。本实施例不限定压块52与试验底台1的固定方式，优选的通过螺钉固定，便于安装和拆卸，可实现衬垫6的更换。在衬垫6的固定过程中，首先将压块52的下端面通过螺栓与试验底台1相固定，其次将薄膜垫51放在两个压块52之间，再将衬垫6放在薄膜垫51的上面，最后通过螺栓将压块52的上端面和衬垫6紧固。本实施例中阶梯型的压块52，其阶梯高度与薄膜垫51的厚度相同，实现对衬垫6的定位与紧固。
具体的，如图2和图4所示，本发明实施例的试验机中螺杆32的下端为圆球状。圆球状与球面滑动轴承的内圈外球面一致，更贴近实际轴承结构，才能获取可信度更高的试验结果。
具体的，如图3所示，本发明实施例的试验机中加载装置3包括两个滑块36，导向装置4包括两条导向滑轨41，两个滑块36分别安装在支座31的左侧和右侧。本实施例中安装在支座31左右两侧的导向滑轨41为整个加载装置3在往复运动是提供均衡的导向力，使支座31受力更加均匀，对衬垫6的摩擦试验能够达到更精确的结果。
具体的，如图2所示，本发明实施例的试验机中加载装置3还包括两个滑块连接件37，两个滑块连接件37一端固定于支座31的左右两侧，另一端固定安装滑块36。滑块连接件37通过螺栓固定在支座31的左右两侧，也可通过焊接与支座31连接为一体，具体实现方式本实施例不做限定。
具体的，如图5和图6所示，本发明实施例的试验机中，加载装置3还包括连杆连接件38，连杆连接件38固定于支座31的前端，连杆222的后端通过螺栓与连杆连接件38铰接。本发明实施例不限定连杆连接件38的具体形状，如图5所示，连杆连接件38与支座31形成U型开口，利用螺栓将连杆222的后端铰接在连杆连接件38上，实现传动部件22与加载装置3之间的连接。优选的，为降低连杆222在运动过程中与连杆连接件38发生振动以及摩擦，在连杆222与螺栓之间嵌入摩擦垫，以提升试验效果。
以上借助具体实施方式对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施方式做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，包括试验底台以及安装在所述试验底台上的驱动装置、加载装置、导向装置以及衬垫固定装置，所述驱动装置与所述加载装置铰接，所述导向装置与所述加载装置滑动连接，所述衬垫固定装置将衬垫固定于所述试验底台上，所述驱动装置输出直线往复运动力，并带动所述加载装置在衬垫上往复摩擦，以及带动所述加载装置在所述导向装置上往复滑动，其中：
所述加载装置包括，开设有安装通孔的支座，安装于所述安装通孔内的螺杆，分别位于所述支座上方和下方的第一加载螺母和第二加载螺母，以及安装在所述螺杆上的压力传感器和固定于所述支座上的滑块；所述支座与所述驱动装置铰接；所述滑块与所述导向装置滑动连接；所述第一加载螺母和所述第二加载螺母将所述螺杆固定于所述支座上。
2.如权利要求1所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述驱动装置包括固定连接的转动部件与传动部件，所述传动部件包括主旋转盘以及前端固定于所述主旋转盘边缘的连杆，其中：
所述主旋转盘中心固定安装在所述转动部件输出端；
所述连杆的后端与所述加载装置铰接。
3.如权利要求2所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述转动部件包括连接轴、联轴器以及固定于所述试验底台上的驱动电机，其中：
所述连接轴一端铰接于所述主旋转盘的中心位置；
所述联轴器将所述驱动电机输出端和所述连接轴固定连接。
4.如权利要求3所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述导向装置包括与所述滑块相匹配的导向滑轨，所述导向滑轨固定安装在所述试验底台上。
5.如权利要求4所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述衬垫固定装置包括薄膜垫以及两个阶梯型的压块，其中：
所述薄膜垫置于衬垫下方；
两个所述压块分别位于所述衬垫的前后两端，所述压块抵止于所述衬垫并固定安装在所述试验底台上。
6.如权利要求5所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述螺杆的下端为圆球状。
7.如权利要求6所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述导向滑轨的截面形状为“工”型。
8.如权利要求7所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述加载装置包括两个所述滑块，所述导向装置包括两条所述导向滑轨，两个所述滑块分别安装在所述支座的左侧和右侧。
9.如权利要求8所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述加载装置还包括两个滑块连接件，两个所述滑块连接件一端固定于所述支座的左右两侧，另一端固定安装所述滑块。
10.如权利要求9所述的关节轴承自润滑衬垫磨损试验机，其特征在于，所述加载装置还包括连杆连接件，所述连杆连接件固定于所述支座的前端，所述连杆的后端通过螺栓与所述连杆连接件铰接。
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