CN113804440A - 测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承检测技术领域，特别是公开了一种测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，包括有机架，所述机架上设有用于模拟试验轴承工作环境的试验工装、向试验轴承施加轴向载荷的轴向加载机构、用于检测试验轴承工作状况的检测机构以及驱动试验轴承旋转的驱动机构，所述试验工装包括供润滑油盛装的储油盘、伸入储油盘内的内圈座以及位于内圈座上方的外圈座，所述内圈座和外圈座之间设置有供试验轴承安装的安装工位，所述储油盘的上方设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括摆线转动盘、绕周向分布的若干个滚珠、设置在摆线转动盘上的搅拌杆以及位于摆线转动盘的轴向两侧的上固定夹板和下固定夹板，所述搅拌杆伸至储油盘内随摆线转动盘运动。

Description

测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置

技术领域

本发明涉及轴承检测技术领域，特别是一种测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置。

背景技术

目前，轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。根据轴承使用工况不同，其通常采用不同的润滑方式；油浴润滑是使用最为普遍而简便的润滑方式之一，其采用把轴承部分浸入润滑油中，通过轴承运转后将油带入到轴承其它部分的一种润滑方式；一般适用于低速或中速场合，在低转速轴承上使用较为普遍。油浴润滑时存在温升，对于水平轴，轴承部分侵入润滑油中的高度应有一定限制，一般将油面控制在轴承最下面滚动体的中心附近。

为保证轴承使用可靠和使用寿命及降低摩擦，现有针对轴承在不同工况下设计出的性能检测设备种类繁多；但目前市场上并没有针对油浴轴承(如变速箱轴承)的摩擦力矩试验工装。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种油浴润滑轴承试验装置，实现在油浴润滑轴承的使用工况下的性能检测，便于对轴承的质量进行检验，方便对轴承进行优化改进，具有试验可靠性好，准确性好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，包括有机架，所述机架上设有用于模拟试验轴承工作环境的试验工装、向试验轴承施加轴向载荷的轴向加载机构、用于检测试验轴承工作状况的检测机构以及驱动试验轴承旋转的驱动机构，所述试验工装包括供润滑油盛装的储油盘、伸入储油盘内的内圈座以及位于内圈座上方的外圈座，所述内圈座和外圈座之间设置有供试验轴承安装的安装工位，所述内圈座的端部从储油盘的底部伸入，其端部设置有供试验轴承的内圈安装的环形槽，所述内圈座与驱动机构联动配合，所述储油盘的上方设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括摆线转动盘、绕周向分布的若干个滚珠、设置在摆线转动盘上的搅拌杆以及位于摆线转动盘的轴向两侧的上固定夹板和下固定夹板，所述上固定夹板和下固定夹板固定连接，所述摆线转动盘和上固定夹板的相对面上分别设置有摆线槽和滚珠固定孔，所述摆线转动盘和下固定夹板的相对面上也分别设置有摆线槽和滚珠固定孔，所述摆线转动盘由穿设在其上的具有偏心轮的输入轴驱动，所述滚珠置于摆线槽和滚珠固定孔之间使摆线转动盘与上固定夹板和下固定夹板均构成协调一致的摆线运动配合，所述搅拌杆伸至储油盘内随摆线转动盘运动。

上述技术方案中，试验轴承的内圈安装在内圈座上，外圈安装在外圈座上，驱动机构驱动内圈座旋转，从而带动内圈座上试验轴承旋转，储油盘内盛装润滑油，实现试验轴承油浴润滑，润滑油内添加杂质(一般为铁屑)，搅动机构实现润滑油搅动，从而很好的模拟试验轴承的润滑环境，试验轴承经轴向加载机构实现载荷情况的模拟，实现对油浴润滑轴承的实际工况模拟，便于对轴承的质量进行检验，方便对轴承进行优化改进，具有试验可靠性好，准确性好的优点。

作为本发明的进一步设置，所述上固定夹板和下固定夹板呈相合设置构成环形的盒体，所述上固定夹板和下固定夹板的相对面上设置有供摆线转动盘安装的环形夹持腔，所述摆线转动盘的直径小于环形夹持腔的外径。

上述技术方案中，环形夹持腔设置在上固定夹板和下固定夹板的连接处，环形夹持腔可以单独设置在其中一个夹板上，另一个夹板充当盖板，也可以一半设置在上固定夹板上，另一半设置在下固定夹板上，上固定夹板和下固定夹板相合后构成完整的环形夹持腔，因为摆线转动盘既有径向摆线运动又有周向转动运动，所以环形夹持腔的外径要大于摆线转动盘的直径，这样摆线转动盘才能在径向上有摆动空间，结构简单，加工方便。

作为本发明的进一步设置，所述摆线转动盘上设置有供输入轴穿设的输入孔，所述输入轴呈中空设置，所述偏心轮与摆线转动盘之间设置有轴承，所述搅拌杆位于靠近摆线转动盘的内径处。

上述技术方案中，搅拌杆穿过下固定板伸入储油盘内，搅拌杆置于外圈座和储油盘的盘壁之间，搅拌杆分别与外圈座和储油盘的盘壁间隙配合，给搅拌杆的摆动留足空间。

作为本发明的进一步设置，所述储油盘的内壁上设置有加热件，所述外圈座上设置有测油温孔，所述测油温孔内设置有润滑油温度检测传感器。

上述技术方案中，优选的加热件可以是加热棒或加热丝，设置在储油盘的底面，在储油盘内配备温控结构实现润滑油的温度控制，更能真实的模拟轴承的工作环境。

作为本发明的进一步设置，所述外圈座上设置有供试验轴承的外圈安装的台阶槽，所述环形槽与台阶槽的一侧轴截面呈中心对称的L形。

上述技术方案中，使试验轴承安装稳定，结构简单，安装方便。

作为本发明的进一步设置，所述台阶槽的横向面上设置有内凹的凹腔，所述凹腔的底面与内圈座的顶面形成间隙配合，所述外圈座上设置有测温孔，所述测温孔内设置有轴承温度检测传感器，所述测温孔与凹腔连通，所述凹腔的直径小于台阶槽的外径大于环形槽的内径。

上述技术方案中，凹腔的设置方便测温，也能减小摩擦，避免干扰测试结果，测温孔与安装工位对齐，方便轴承温度检测传感器去检测试验轴承的温度。

作为本发明的进一步设置，所述轴向加载机构包括轴向作动器以及设置在轴向作动器上的轴向力传感器，所述轴向作动器的输出轴抵接在外圈座上。

上述技术方案中，轴向力传感器用于检测轴向载荷，模拟不同的工作环境，应用范围广。

作为本发明的进一步设置，所述外圈座上设置有振动检测孔，所述振动检测孔上设置有振动传感器。

上述技术方案中，振动传感器设置在振动检测孔内，待测轴承振动时，会带动外圈座一起振动，所以检测外圈座的振动值也可以，精度高，检测方便。

作为本发明的进一步设置，所述储油盘套设在内圈座上，其连接处设置有密封圈。

上述技术方案中，储油盘和内圈座采用过盈配合在配合O型密封圈防止油渗漏，结构简单，安装方便。

作为本发明的进一步设置，所述驱动机构包括驱动内圈座转动的主轴、供主轴安装的主轴座以及驱动主轴转动的电机，所述电机与主轴之间通过皮带和两皮带轮传动。

上述技术方案中，主轴与电机通过皮带和两皮带轮传动，传动效率高，结构简单，成本低。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例结构主视图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为本发明具体实施例结构侧视图；

附图4为附图3是B-B剖视图；

附图5为本发明具体实施例结构爆炸图；

附图6为本发明具体实施例结构爆炸图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-6所示，一种测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，包括有机架，所述机架上设有用于模拟试验轴承工作环境的试验工装1、向试验轴承2施加轴向载荷的轴向加载机构3、用于检测试验轴承2工作状况的检测机构以及驱动试验轴承2旋转的驱动机构，所述试验工装1包括供润滑油盛装的储油盘11、伸入储油盘11内的内圈座12以及位于内圈座12上方的外圈座13，所述内圈座12和外圈座13之间设置有供试验轴承2安装的安装工位，所述内圈座12的端部从储油盘11的底部伸入，其端部设置有供试验轴承2的内圈安装的环形槽121，所述内圈座12与驱动机构联动配合，所述储油盘11的上方设置有搅拌机构4，所述搅拌机构4包括摆线转动盘41、绕周向分布的若干个滚珠42、设置在摆线转动盘41上的搅拌杆411以及位于摆线转动盘41的轴向两侧的上固定夹板43和下固定夹板44，所述上固定夹板43和下固定夹板44固定连接，所述摆线转动盘41和上固定夹板43的相对面上分别设置有摆线槽412和滚珠固定孔431，所述摆线转动盘41和下固定夹板44的相对面上也分别设置有摆线槽412和滚珠固定孔431，所述摆线转动盘41由穿设在其上的具有偏心轮451的输入轴45驱动，输入轴45由电机驱动，所述滚珠42置于摆线槽412和滚珠固定孔431之间使摆线转动盘41与上固定夹板43和下固定夹板44均构成协调一致的摆线运动配合，所述搅拌杆411伸至储油盘11内随摆线转动盘41运动。

试验轴承2的内圈安装在内圈座12上，外圈安装在外圈座13上，驱动机构驱动内圈座12旋转，从而带动内圈座12上试验轴承2旋转，储油盘11内盛装润滑油，实现试验轴承2油浴润滑，润滑油内添加杂质(一般为铁屑)，搅动机构实现润滑油搅动，从而很好的模拟试验轴承2的润滑环境，试验轴承2经轴向加载机构3实现载荷情况的模拟，实现对油浴润滑轴承的实际工况模拟，便于对轴承的质量进行检验，方便对轴承进行优化改进，具有试验可靠性好，准确性好的优点，由于摆线槽412的内壁是呈弧面设置的，所以当滚珠42在做摆线运动时会产生单向的轴向分力，以摆线槽412设置在摆线转动盘41的上、下两侧面，滚珠固定孔431设置在上固定夹板43和下固定夹板44上为例，摆线转动盘41置于上固定夹板43和下固定夹板44之间，两排滚珠42的轴向分力分别作用在上固定夹板43和下固定夹板44上形成作用力，由于上固定夹板43和下固定夹板44是固定连接，即上固定夹板43和下固定夹板44是固定不动的，所以上固定夹板43和下固定夹板44对滚珠42会产生反作用力，又因为两摆线槽412及滚珠42参数完全一致，所以作用力和反作用力大小相等，方向相反，从而使摆线转动盘41的轴向分力被消除，同理可得，当摆线槽412设置在上固定夹板43和下固定夹板44上，滚珠固定孔431设置在摆线转动盘41的上、下两侧面时，轴向分离也会被消除，或者摆线槽412设置在上固定夹板43和摆线转动盘41的下侧面，滚珠42固定槽设置在下固定夹板44和摆线转动盘41的上侧面，或者摆线槽412设置在下固定夹板44和摆线转动盘41的上侧面，滚珠42固定槽设置在上固定夹板43和摆线转动盘41的下侧面，轴向分离均会被消除，所以摆线转动盘41是成摆线转动运动，即搅拌杆411既有左右的摆动又能转动，搅拌效果更好。

摆线槽412可以是内摆线槽412或外摆线槽412，为内摆线槽412时，滚珠42的数量比内摆线槽412的齿廓数少1～n，为外摆线槽412时，滚珠42的数量比外摆线槽412的齿廓数多1～n。

上述摆线槽412设置在摆线转动盘41的上侧面和下侧面，滚珠固定孔431设置在上固定夹板43和下固定夹板44上。此处两摆线槽412呈对称设置，两排滚珠固定孔431也呈对称设置，保持摆线运动的一致性。

上述摆线槽412设置在上固定夹板43和下固定夹板44上，滚珠固定孔431设置在摆线转动盘41的上侧面和下侧面。

上述摆线槽412设置在摆线转动盘41的上侧面和下固定夹板44上，滚珠固定孔431设置在摆线转动盘41的下侧面和上固定夹板43上。

上述摆线槽412设置在摆线转动盘41的下侧面和上固定夹板43上，滚珠固定孔431设置在摆线转动盘41的上侧面和下固定夹板44上。此处两摆线槽412不管是大小还是位置均一致，即两摆线槽412在轴向上可完全重叠，两排滚珠固定孔431的朝向和排列也完全一致，保持摆线运动的一致性。

上述上固定夹板43和下固定夹板44上均设置有沿其周向分布的安装孔。

上述上固定夹板43和下固定夹板44呈相合设置构成环形的盒体，所述上固定夹板43和下固定夹板44的相对面上设置有供摆线转动盘41安装的环形夹持腔，所述摆线转动盘41的直径小于环形夹持腔的外径。环形夹持腔设置在上固定夹板43和下固定夹板44的连接处，环形夹持腔可以单独设置在其中一个夹板上，另一个夹板充当盖板，也可以一半设置在上固定夹板43上，另一半设置在下固定夹板44上，上固定夹板43和下固定夹板44相合后构成完整的环形夹持腔，因为摆线转动盘41既有径向摆线运动又有周向转动运动，所以环形夹持腔的外径要大于摆线转动盘41的直径，这样摆线转动盘41才能在径向上有摆动空间，结构简单，加工方便。

上述摆线转动盘41上设置有供输入轴45穿设的输入孔413，所述输入轴45呈中空设置，所述偏心轮451与摆线转动盘41之间设置有轴承414，所述搅拌杆411位于靠近摆线转动盘41的内径处。搅拌杆411穿过下固定板伸入储油盘11内，搅拌杆411置于外圈座13和储油盘11的盘壁之间，搅拌杆411分别与外圈座13和储油盘11的盘壁间隙配合，给搅拌杆411的摆动留足空间。

上述储油盘11的内壁上设置有加热件，所述外圈座13上设置有测油温孔131，所述测油温孔131内设置有润滑油温度检测传感器。优选的加热件可以是加热棒或加热丝，设置在储油盘11的底面，在储油盘11内配备温控结构实现润滑油的温度控制，更能真实的模拟轴承的工作环境。

上述外圈座13上设置有供试验轴承2的外圈安装的台阶槽132，所述环形槽121与台阶槽132的一侧轴截面呈中心对称的L形。使试验轴承2安装稳定，结构简单，安装方便。

上述台阶槽132的横向面上设置有内凹的凹腔1321，所述凹腔1321的底面与内圈座12的顶面形成间隙配合，所述外圈座13上设置有测温孔133，所述测温孔133内设置有轴承温度检测传感器，所述测温孔133与凹腔1321连通，所述凹腔1321的直径小于台阶槽132的外径大于环形槽121的内径。凹腔1321的设置方便测温，也能减小摩擦，避免干扰测试结果，测温孔133与安装工位对齐，方便轴承温度检测传感器去检测试验轴承2的温度。

上述轴向加载机构3包括轴向作动器31以及设置在轴向作动器31上的轴向力传感器32，所述轴向作动器31的输出轴抵接在外圈座13上。轴向力传感器32用于检测轴向载荷，模拟不同的工作环境，应用范围广。

上述外圈座13上设置有振动检测孔134，所述振动检测孔134上设置有振动传感器。振动传感器设置在振动检测孔134内，待测轴承振动时，会带动外圈座13一起振动，所以检测外圈座13的振动值也可以，精度高，检测方便。

上述储油盘11套设在内圈座12上，其连接处设置有密封圈122。储油盘11和内圈座12采用过盈配合在配合O型密封圈122防止油渗漏，结构简单，安装方便。

上述驱动机构包括驱动内圈座12转动的主轴、供主轴安装的主轴座以及驱动主轴转动的电机，所述电机与主轴之间通过皮带和两皮带轮传动。主轴与电机通过皮带和两皮带轮传动，传动效率高，结构简单，成本低。

附图中省略了机架和驱动机构，部件需要固定的均可用机架固定。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，包括有机架，所述机架上设有用于模拟试验轴承工作环境的试验工装、向试验轴承施加轴向载荷的轴向加载机构、用于检测试验轴承工作状况的检测机构以及驱动试验轴承旋转的驱动机构，其特征在于：所述试验工装包括供润滑油盛装的储油盘、伸入储油盘内的内圈座以及位于内圈座上方的外圈座，所述内圈座和外圈座之间设置有供试验轴承安装的安装工位，所述内圈座的端部从储油盘的底部伸入，其端部设置有供试验轴承的内圈安装的环形槽，所述内圈座与驱动机构联动配合，所述储油盘的上方设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括摆线转动盘、绕周向分布的若干个滚珠、设置在摆线转动盘上的搅拌杆以及位于摆线转动盘的轴向两侧的上固定夹板和下固定夹板，所述上固定夹板和下固定夹板固定连接，所述摆线转动盘和上固定夹板的相对面上分别设置有摆线槽和滚珠固定孔，所述摆线转动盘和下固定夹板的相对面上也分别设置有摆线槽和滚珠固定孔，所述摆线转动盘由穿设在其上的具有偏心轮的输入轴驱动，所述滚珠置于摆线槽和滚珠固定孔之间使摆线转动盘与上固定夹板和下固定夹板均构成协调一致的摆线运动配合，所述搅拌杆伸至储油盘内随摆线转动盘运动。

2.根据权利要求1所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述上固定夹板和下固定夹板呈相合设置构成环形的盒体，所述上固定夹板和下固定夹板的相对面上设置有供摆线转动盘安装的环形夹持腔，所述摆线转动盘的直径小于环形夹持腔的外径。

3.根据权利要求1或2所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述摆线转动盘上设置有供输入轴穿设的输入孔，所述输入轴呈中空设置，所述偏心轮与摆线转动盘之间设置有轴承，所述搅拌杆位于靠近摆线转动盘的内径处。

4.根据权利要求1或2所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述储油盘的内壁上设置有加热件，所述外圈座上设置有测油温孔，所述测油温孔内设置有润滑油温度检测传感器。

5.根据权利要求4所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述外圈座上设置有供试验轴承的外圈安装的台阶槽，所述环形槽与台阶槽的一侧轴截面呈中心对称的L形。

6.根据权利要求5所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述台阶槽的横向面上设置有内凹的凹腔，所述凹腔的底面与内圈座的顶面形成间隙配合，所述外圈座上设置有测温孔，所述测温孔内设置有轴承温度检测传感器，所述测温孔与凹腔连通，所述凹腔的直径小于台阶槽的外径大于环形槽的内径。

7.根据权利要求1或2或5或6所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述轴向加载机构包括轴向作动器以及设置在轴向作动器上的轴向力传感器，所述轴向作动器的输出轴抵接在外圈座上。

8.根据权利要求7所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述外圈座上设置有振动检测孔，所述振动检测孔上设置有振动传感器。

9.根据权利要求1或2或5或6或8所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述储油盘套设在内圈座上，其连接处设置有密封圈。

10.根据权利要求1或2或5或6或8所述的测试油浴润滑轴承摩擦力矩的试验装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动内圈座转动的主轴、供主轴安装的主轴座以及驱动主轴转动的电机，所述电机与主轴之间通过皮带和两皮带轮传动。

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