CN112129532A - 一种多孔滑动轴承综合性能试验台及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多孔滑动轴承综合性能试验台及其试验方法，该试验台包括底座，底座上设有支撑座，转动轴通过轴承转动安装在支撑座上，转动轴通过驱动机构驱动，转动轴一端下方设有轴瓦支撑件，待测轴承外侧与轴瓦支撑件连接，轴瓦支撑件下侧设有支撑机构，所述支撑机构包括顶轴和套设在顶轴上的弹力件，弹力件底部设有对弹力件进行支撑的支撑件，支撑件与顶轴连接,待测轴承安装在转动轴上。该试验台能够实现自补偿，使待测轴承的轴瓦和轴之间保持相对紧密的接触。

Description

一种多孔滑动轴承综合性能试验台及其试验方法

技术领域

本发明属于涉及滑动轴承检测领域，特别涉及一种多孔滑动轴承综合性能试验台及试验方法。

背景技术

机械工业是科技发展的基石，而轴承作为机械的命脉，其性能的优劣直接影响机械装置工作状况、可靠性以及耐久性。通过滑动轴承试验，可以在实际工况下测试、检验、评价轴承的各项性能指标，研究各影响因素对轴承润滑性能的作用。

现有的滑动轴承试验台一般为采用油润滑、水润滑，而针对多孔介质滑动轴承的试验台数量稀少，缺少磨损补偿方法，试验对象固定，对轴承润滑机理和评价体系研究有限。且多孔介质滑动轴承润滑液量少，不容易捕捉油膜成形现象，油膜成形条件严苛，试验过程中随着表面摩擦磨损的产生，滑动轴承的轴瓦和轴之间也应保持相对紧密的接触，这就需要一种自补偿的多孔滑动轴承综合试验台，对不同工况下的多孔介质滑动轴承进行测试，捕捉试验数据，并根据试验数据对轴承参数不断进行修正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔滑动轴承综合性能试验台及试验方法，能够实现自补偿，使待测轴承的轴瓦和轴之间保持相对紧密的接触。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种多孔滑动轴承综合性能试验台，包括底座，底座上设有支撑座，转动轴通过轴承转动安装在支撑座上，转动轴通过驱动机构驱动，转动轴一端下方设有轴瓦支撑件，待测轴承外侧与轴瓦支撑件连接，轴瓦支撑件下侧设有支撑机构，所述支撑机构包括顶轴和套设在顶轴上的弹力件，弹力件底部设有对弹力件进行支撑的支撑件，支撑件与顶轴连接,待测轴承安装在转动轴上。

优选的方案中，所述驱动机构包括安装在底座上的电机，电机的输出端通过第一联轴器与扭矩仪的输入端连接，扭矩仪的输出端通过第二联轴器与转动轴连接。

优选的方案中，所述弹力件和轴瓦支撑件之间设有压力传感器。

根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述顶轴上设有外螺纹，支撑件为与外螺纹配合的螺母。

优选的方案中，所述轴瓦支撑件上设有温度传感器。

优选的方案中，所述转动轴上设有位移传感器。

优选的方案中，所述转动轴端部设有中心套筒，待测轴承安装在中心套筒上。

优选的方案中，所述中心套筒为透明材质，轴瓦支撑件上设有光源。

优选的方案中，所述转动轴与中心套筒的连接端设有刻度。

一种多孔滑动轴承综合性能试验台的试验方法，包括如下步骤

步骤一、将待测轴承安装在轴瓦支撑件上，调整待测轴承的安装位置；

步骤二、调整支撑件的上下位置，调整弹力件预施加载荷的大小；

步骤二、启动电机7，驱动转动轴开始转动；

步骤三、温度传感器、位移传感器以及压力传感器对数据采集；

步骤四、根据位移传感器测得数据进行计算，

δ＝R_b-R_j；

h_min＝R_b-R_j-e＝δ(1-χ)；

h_max＝2×(R_b-R_j)-h_min＝2δ-h_min；

上式中：

Z表示轴心位置垂直实际坐标；

X表示轴心位置水平实际坐标；

e表示待测轴承工作截面偏心；

δ为半径间隙；

χ为待测轴承偏心率；

R_b为待测滑动轴承半径；

R_j为轴颈半径；

h_min、h_max分别为待测滑动轴承的最小油膜厚度和最大油膜厚度。

本发明提供的一种多孔滑动轴承综合性能试验台及试验方法，具有以下有益效果：

1、通过设置弹力件在对待测轴承施加载荷的同时，弹力件起到了一定的预紧作用。实际试验条件下，传统的轴承试验台对待测轴承实际作用力随着待测轴承表面磨损的产生会有所下降，使得测试精度降低，试验数据可靠性下降。采用弹力件装置，弹力件由于自身所具有的的弹力作用，当开始产生磨损后，弹力件自身发生形变，使得待测轴承与转动轴始终紧密结合。

2、通过设置位移传感器，轴瓦支撑件与轴承的配合面上安放有点光源和温度传感器，能够测量计算测试液体润滑润滑膜厚度，也能测试其他综合能力参数，如温度、轴心位移、轴承偏心率等参数信息，为多孔滑动轴承的设计提供有价值的依据。

3、转动轴的输出端设有中心套筒，中心套筒可以设置为透明材质，配合外载高速摄像机可对待测轴承试样油膜成形状况进行监测分析。

4、转动轴的输出端标有刻度，在实际试验条件下，当中心套筒与轴承试样试验完成后，由于试验过程中摩擦磨损，为保证试验精度在更换轴承试样的时候可不用更换中心套筒，参照刻度线调节套筒工作区域即可。极大的节约了试验成本，也避免了频繁更换中心套筒带来的试验精度的下降。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的右视图；

图4为轴瓦支撑件的结构示意图；

图5为试验台参数计算示意图；

图6为实施例中的油膜成形照片；

图中：底座1，支撑座2，转动轴3，轴承4，轴瓦支撑件5，温度传感器6，电机7，第一联轴器8，扭矩仪9，第二联轴器10，中心套筒11，位移传感器12，光源13，顶轴14，弹力件15，支撑件16，压力传感器17。

具体实施方式

如图1～3所示，一种多孔滑动轴承综合性能试验台，包括底座1，底座1上设有支撑座2，转动轴3通过轴承4转动安装在支撑座2上，转动轴3通过驱动机构驱动，在本实施例中，所述驱动机构包括安装在底座1上的电机7，电机7为线性可调速大扭矩电机，电机转速可根据试验要求调节控制，电机7采用螺钉固定安装在底座1上，电机7的输出端通过第一联轴器8与扭矩仪9的输入端连接，扭矩仪9的输出端通过第二联轴器10与转动轴3 连接。扭矩仪9可以对转动轴3的转动数据进行监测记录。转动轴3一端下方设有轴瓦支撑件5，待测轴承外侧与轴瓦支撑件5连接，具体的，待测滑动轴承采用定外销固定在轴瓦支撑件5上，轴瓦支撑件5下侧设有支撑机构，所述支撑机构包括顶轴14和套设在顶轴14上的弹力件15，在本实施例中，弹力件15为碟簧，弹力件15底部设有对弹力件15进行支撑的支撑件16，支撑件16与顶轴14连接，待测轴承安装在转动轴3上。

通过设置弹力件15在对待测轴承施加载荷的同时，弹力件15起到了一定的预紧作用。实际试验条件下，传统的轴承试验台对待测轴承实际作用力随着待测轴承表面磨损的产生会有所下降，使得测试精度降低，试验数据可靠性下降。采用弹力件15装置，弹力件15由于自身所具有的的弹力作用，当开始产生磨损后，弹力件15自身发生形变，使得待测轴承与转动轴3始终紧密结合。

优选的，所述顶轴14上设有外螺纹，支撑件16为与外螺纹配合的螺母。通过转动螺母调整弹力件15的压缩量，从而调整弹力件15对待测轴承施加载荷的大小。

优选的，所述弹力件15和轴瓦支撑件5之间设有压力传感器17。通过压力传感器17监测对待测轴承的施力大小。

优选的，所述轴瓦支撑件5上设有温度传感器6。温度传感器6用来测量记录试样试验温度。

优选的，所述转动轴3上设有位移传感器12。位移传感器12用来测量记录轴间间隙改变量。

优选的，所述转动轴3端部设有中心套筒11，转动轴3端部套装在中心套筒11内，转动轴3与中心套筒11通过销钉连接，待测轴承安装在中心套筒11上，所述中心套筒11 为透明材质，具体可选聚甲基丙烯酸甲酯，配合外载高速摄像机可对待测轴承试样油膜成形状况进行监测分析，具体的，高速摄像机设置在中心套筒11内侧。

优选的，轴瓦支撑件5上设有光源13。通过设置光源13，方便对油膜成形状况进行监测。

优选的，如图4所示，所述转动轴3与中心套筒11的连接端设有刻度。方便调整中心套筒11的安装位置。

在实际试验条件下，当中心套筒11与轴承试样试验完成后，由于试验过程中摩擦磨损，为保证试验精度在更换轴承试样的时候可不用更换中心套筒11，参照刻度线调节中心套筒11沿转动轴3横向调节，使待测轴承安装在中心套筒11的未试验区域，极大的节约了试验成本，也避免了频繁更换中心套筒11带来的试验精度的下降。

一种多孔滑动轴承综合性能试验台的试验方法，包括如下步骤：

步骤一、将待测轴承安装在轴瓦支撑件5上，调整待测轴承的安装位置。

步骤二、调整支撑件16的上下位置，调整弹力件15预施加载荷的大小；

步骤二、启动电机7，驱动转动轴3开始转动。

步骤三、温度传感器6、位移传感器12以及压力传感器17对数据采集。

步骤四、根据位移传感器12测得数据进行计算，如图5所示，

δ＝R_b-R_j；

h_min＝R_b-R_j-e＝δ(1-χ)；

h_max＝2×(R_b-R_j)-h_min＝2δ-h_min；

上式中：

Z表示轴心位置垂直实际坐标；

X表示轴心位置水平实际坐标；

e表示待测轴承工作截面偏心；

δ为半径间隙；

χ为待测轴承偏心率；

R_b为待测滑动轴承半径；

R_j为轴颈(中心套筒或转动轴)半径；

h_min、h_max分别为待测滑动轴承的最小油膜厚度和最大油膜厚度。

现以具体数据进行说明，已知待测滑动轴承的轴承半径R_b和轴颈半径R_j参数，可得待测滑动轴承半径间隙δ＝R_b-R_j＝0.125mm；

根据位移传感器测得轴颈中心O₁点在x、z轴的投影X＝Z＝0.063mm,则待测滑动轴承偏心距

待测轴承偏心率

待测滑动轴承的最小油膜厚度和最大油膜厚度为

h_min＝R_b-R_j-e＝δ-e＝δ(1-δ)＝0.036mm；

h_max＝2(R_b-R_j)-h_min＝2δ-h_min＝0.214mm。

通过在将中心套筒11设置为透明材质，并在中心套筒11内侧设置高速摄像机，对油膜成形照片拍摄如6所示。

通过设置位移传感器，轴瓦支撑件与轴承的配合面上安放有点光源和温度传感器，能够测量计算测试液体润滑润滑膜厚度，也能测试其他综合能力参数，如温度、轴心位移、轴承偏心率等参数信息，为多孔滑动轴承的设计提供有价值的依据。

转动轴的输出端设有中心套筒，中心套筒可以设置为透明材质，配合外载高速摄像机可对待测轴承试样油膜成形状况进行监测分析。

Claims (10)

1.一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，包括底座(1)，底座(1)上设有支撑座(2)，转动轴(3)通过轴承(4)转动安装在支撑座(2)上，转动轴(3)通过驱动机构驱动，转动轴(3)一端下方设有轴瓦支撑件(5)，待测轴承外侧与轴瓦支撑件(5)连接，轴瓦支撑件(5)下侧设有支撑机构，所述支撑机构包括顶轴(14)和套设在顶轴(14)上的弹力件(15)，弹力件(15)底部设有对弹力件(15)进行支撑的支撑件(16)，支撑件(16)与顶轴(14)连接,待测轴承安装在转动轴(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述驱动机构包括安装在底座(1)上的电机(7)，电机(7)的输出端通过第一联轴器(8)与扭矩仪(9)的输入端连接，扭矩仪(9)的输出端通过第二联轴器(10)与转动轴(3)连接。

3.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述弹力件(15)和轴瓦支撑件(5)之间设有压力传感器(17)。

4.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述顶轴(14)上设有外螺纹，支撑件(16)为与外螺纹配合的螺母。

5.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述轴瓦支撑件(5)上设有温度传感器(6)。

6.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述转动轴(3)上设有位移传感器(12)。

7.根据权利要求1所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述转动轴(3)端部设有中心套筒(11)，待测轴承安装在中心套筒(11)上。

8.根据权利要求7所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述中心套筒(11)为透明材质，轴瓦支撑件(5)上设有光源(13)。

9.根据权利要求7所述的一种多孔滑动轴承综合性能试验台，其特征在于，所述转动轴(3)与中心套筒(11)的连接端设有刻度。

10.一种多孔滑动轴承综合性能试验台的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将待测轴承安装在轴瓦支撑件(5)上，调整待测轴承的安装位置；

步骤二、调整支撑件(16)的上下位置，调整弹力件(15)预施加载荷的大小；

步骤二、启动电机(7)，驱动转动轴(3)开始转动；

步骤三、温度传感器(6)、位移传感器(12)以及压力传感器(17)对数据采集；

步骤四、根据位移传感器(17)测得数据进行计算，

δ＝R_b-R_j；

h_min＝R_b-R_j-e＝δ(1-χ)；

h_max＝2×(R_b-R_j)-h_min＝2δ-h_min；

上式中：

Z表示轴心位置垂直实际坐标；

X表示轴心位置水平实际坐标；

e表示待测轴承工作截面偏心；

δ为半径间隙；

χ为待测轴承偏心率；

R_b为待测滑动轴承半径；

R_j为轴颈半径；

h_min、h_max分别为待测滑动轴承的最小油膜厚度和最大油膜厚度。

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