CN114878790A - 一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种润滑脂离心加速性能试验机及试验方法，包括加载组件、动力组件和试验台；具有模拟加载功能，即通过上方的加载弹簧可实际模拟轴承运行过程中所承受的实际压力载荷。可通过称量运行前后的润滑脂质量流失率来评定该该种牌号的润滑脂在该种金属推力轴承中的离心加速性能。利用该机器和方法，可以对推力轴承在特定承压工况下，特定转速下对某种牌号的润滑脂进行离心性能测试。用来评估某种推力轴承在使用某种牌号的润滑脂时，在预定载荷和预定转速下，运转特定时间内，其润滑脂的流失程度。

Description

一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机及试验方法

技术领域

本发明涉及润滑油性能测试技术领域，具体说的是一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机及试验方法。

背景技术

随着集中润滑技术的不断推广使用，其节省人力、物力、财力的诸多优点使得人们对集中润滑的需求也不断加大。随着集中润滑技术的不断成熟，对需要润滑的摩擦副进行按需给油的精度要求也不断提高。但推力轴承和其他轴承不同，在推力轴承在高速运转时，由于离心力的作用，轴承内的润滑脂被甩到里轴心较远处，导致推力轴承内部润滑脂质量分布不均，这种情况导致的问题在于，由于摩擦引起的金属微粒也同时会被甩向推力轴承半径的远端，而轴承半径远端由于其线速度较大，会导致金属微粒对轴承的磨损更加距离，轴承微粒堆积在轴封与轴承的缝隙中不容易被排出，造成止推轴承加速磨损。解决上述问题最好的方案是根据轴承转速选择适当的润滑脂，润滑脂黏度太大会导致摩擦力增大，润滑脂黏度太小则容易流失，尤其是有些润滑脂的宾汉流体特性，即随着线速度增大而黏度突然减小的特点。这些都需要专门的装置对润滑脂这些参数进行较直观的测试。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种润滑脂离心加速性能试验机及试验方法，利用该机器和方法，可以对推力轴承在特定承压工况下，特定转速下对某种牌号的润滑脂进行离心性能测试。用来评估某种推力轴承在使用某种牌号的润滑脂时，在预定载荷和预定转速下，运转特定时间内，其润滑脂的流失程度。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，包括加载组件、动力组件和试验台；

加载组件放置在试验台上方，其包括同轴设置的锁紧螺栓、与压电数控显示装置连接的压力传感器、弹簧压盖、加载弹簧和用于放置轴承试件的轴承套，轴承座的上方中心设有螺纹孔，轴承座的上部设有与轴承试件的内圈相配合的结构，在轴承试件的上方压设有轴承套，轴承套的下部伸入轴承试件内圈，并与轴承试件的内圈相配合，轴承套的上方放置加载弹簧，加载弹簧上方放置有弹簧压盖，弹簧压盖的上方放置压电传感器，锁紧螺栓依次穿过压电传感器、弹簧压盖、加载弹簧、轴承套、轴承试件后，螺纹端拧入螺纹孔内，螺栓头压在压电传感器上；

动力组件安装在试验台下方，包括由变频器控制转速的变频电机，变频电机与轴承座的中心固定连接，带动加载组件转动。

轴承座为多层同心阶梯状凸台结构，每层的凸台的周向表面为环形，从上至下每层凸台的直径逐渐增大。

试验台上设有对加载组件进行防护的外壳。

轴承套的上方设有用于安装加载弹簧的下弹簧座，轴承套下方外边缘设有压紧凸台，压紧凸台下方部分为周向限位凸台，周向限位凸台与轴承试件的内圈相配合。

弹簧压盖的下方设有用于安装加载弹簧的上弹簧座。

一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机的试验方法，包括以下步骤：

步骤一、称量被测推力轴承试件净质量，记为M，将轴承试件加注润滑脂后再称量，记录轴承与试验前润滑脂的总质量M₀；

步骤二、将轴承试件套在阶梯轴承座上，将轴承套套在轴承试件，将能提供试验压力的加载弹簧对准轴承套中心，在加载弹簧上放置弹簧压盖，在弹簧压盖13上放置压电传感器，并将压电数控显示装置通过导线与压电传感器上的接线柱122连接，最后将锁紧螺栓依次穿过压电传感器、弹簧压盖、加载弹簧、轴承套、轴承试件后，拧在轴承座中心的螺纹孔内，边拧紧边观察数显压力值，达到预定压力值时，停止加载，并从压电传感器上去下导线；

步骤三、启动变频器，开始试验，变频电机带动加载组件转动，模拟实际工况中的加速、减速、匀速停止运动状态，试验完毕后，关闭动力组件，卸下轴承试件并称量，记为M₁，离心加速性能=（M₀-M₁）/（M₀-M）×100%。

一种润滑脂离心加速性能试验机。该试验机结构简单、运行可靠，而且功能较多，能比较科学的模拟装有一定量脂润滑的推力轴承实际工作的工况。具体的技术效果如下：

其一，本发明通过创新，提供的一种润滑脂离心加速性能试验机。所用电机为变频调速电机，可通过预定的程序模拟实际工况中的加速、减速、匀速停止等运动状态。

其二，本发明通过创新，提供的一种润滑脂离心加速性能试验机，通过阶梯轴承座，可适用于不同大小的推力轴承，并且轴承座与电机间通过六棱轴传动，方便更换不同规格的阶梯轴承座。

其三，本发明通过创新，提供的一种润滑脂离心加速性能试验机，具有模拟加载功能，即通过上方的加载弹簧可实际模拟轴承运行过程中所承受的实际压力载荷。

其四，本发明通过创新，提供的一种润滑脂离心加速性能试验机的试验方法，可通过称量运行前后的润滑脂质量流失率来评定该该种牌号的润滑脂在该种金属推力轴承中的离心加速性能。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明的结构示意图；

图2为本发明拆去外壳与试验台后的加载组件和动力组件装配示意图；

图3为本发明的轴承座正视图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为本发明的轴承座立体图；

图6为推力轴承试件示意图

图7为本发明的变频电机示意图；

图8为本发明的轴承套结构图；

图9为本发明的弹簧压盖结构图；

图10为本发明的压电传感器结构图；

图11为本发明的锁紧螺栓结构图；

图12为本发明的加载弹簧结构图；

附图标记：1、加载组件，11、锁紧螺栓，12、压电传感器，121、传感器承压面，122、接线柱，13、弹簧压盖，131、上弹簧座，132、承力表面，133、压盖通孔，14、加载弹簧，15、轴承套，151、轴承套通孔，152、下弹簧座，153、压紧凸台，154、周向限位凸台，16、轴承试件，17、轴承座，171、螺纹孔，172、定位凸台，173、六棱柱轴套，2、外壳， 23、电机，24、盖板螺钉，25、电机固定螺栓，26、接口法兰，27、卷辊组件，271、清洁活塞，272、软轴、273，卷辊，28、限位挡板，3. 放盖凸台，4、盖子，5、试验台，6、开关，7、变频电机，71、电机主体，72、固定螺孔，73、六棱轴，8、变频器。

具体实施方式

如图1所示，一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，包括加载组件1、动力组件和试验台5，加载组件可模拟轴承运行过程中所受的实际压力载荷，并可进行调节，动力组件可模拟实际工况中的运动状态，比如：加速、减速、匀速停止等。

加载组件1放置在试验台5上方，其包括同轴设置的锁紧螺栓11、与压电数控显示装置连接的压电传感器12、弹簧压盖13、加载弹簧14和用于安装轴承试件16的轴承套15。

轴承座17的上方中心设有螺纹孔171，轴承座17的上部设有与轴承试件16的内圈相配合的结构，在轴承试件16的上方压设有轴承套15，轴承套15的下部伸入轴承试件16内圈，并与如图6所示的轴承试件16的内圈相配合，轴承套15的上方放置加载弹簧14，加载弹簧14上方放置有弹簧压盖13，弹簧压盖13的上方放置压电传感器12，如图11所示的锁紧螺栓11依次穿过压电传感器12、弹簧压盖13、加载弹簧14、轴承套15、轴承试件16后，螺纹端拧入螺纹孔171内，螺栓头压在压电传感器12上。

动力组件安装在试验台5下方，包括由变频器8控制转速的变频电机7，变频电机7与轴承座17的中心固定连接，带动加载组件1转动。在变频器8上连接有开关6，用于控制动力组件的启停。如图7所示，变频电机7的电机主体71上设有固定螺孔72，电机主体71的电机轴轴端为六棱轴73，用于与六棱柱轴套173相配合。

如图3、图4、图5所示，轴承座17为多层同心阶梯状凸台结构，每层的凸台的周向表面为环形，从上至下每层凸台的直径逐渐增大。可配套测试多种型号的推力轴承，推力轴承内圈与某个凸台进行配合。轴承座17的中心设有螺纹孔171、具有多层定位凸台172，底部具有用于与电机轴连接的六棱柱轴套173。

如图1所示，试验台5上设有对加载组件1进行防护的外壳2以及可开合的盖子4，在试验台上设有放盖凸台3，盖子4的中部设有通孔，可通过通孔套放在放盖凸台3上。

如图8所示，轴承套15的上方设有用于安装如图12所示的加载弹簧14的下弹簧座152，下弹簧座152为环形凸台，下弹簧底152的外径尺寸与加载弹簧14的内径配合，在中心设有用于锁紧螺栓11穿过的轴承套通孔151，轴承套15下方外边缘设有压紧凸台153，压紧凸台153下方部分为周向限位凸台154，周向限位凸台154与轴承试件16的内圈相配合。

如图9所示，弹簧压盖13的下方设有用于安装加载弹簧14的上弹簧座131。弹簧压盖13的中心设有用于锁紧螺栓11穿过的压盖通孔133，压盖通孔133的外侧为上弹簧座131，弹簧座131为环形凸台，与加载弹簧14的内径配合，弹簧座131外侧的表面为与加载弹簧14相接触的承力表面132。

如图10所示，压电传感器12的上表面为传感器承压面121，与锁紧螺栓11相接触，侧面设有用于连接导线的接线柱122，通过导线可与压电数控显示装置连接，显示压电传感器12所承受的压力。加载时，压电传感器12与数显设备连接，转动锁紧螺栓11进行加载，压力实时显示在数显屏幕上，加载完毕后，断开接线柱122，以便进行转动实验。

通过记录实验前轴承与润滑脂的总质量和实验后润滑脂与轴承的总质量来计算润滑脂流失质量占原有润滑脂质量的分数。作为该某种牌号的润滑脂对于该推力轴承在预设转速、预设载荷下的离心加速性能。

一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机的试验方法，包括以下步骤：

步骤一、称量被测推力轴承试件16净质量，记为M，将轴承试件16加注润滑脂后再称量，记录轴承与试验前润滑脂的总质量M₀。

步骤二、将轴承试件套在阶梯轴承座上，将轴承套15套在轴承试件内，保证周向限位凸台154与轴承试件16的内圈配合，将能提供试验压力的加载弹簧对准轴承套15中心，在加载弹簧14上放置弹簧压盖13，在弹簧压盖13上放置压电传感器12，并将压电数控显示装置通过导线与压电传感器12上的接线柱122连接，最后将锁紧螺栓11依次穿过压电传感器12、弹簧压盖13、加载弹簧14、轴承套15、轴承试件16后，拧在轴承座15中心的螺纹孔151内，边拧紧边观察数显压力值，达到预定压力值时，停止加载，并从压电传感器上去下导线。

步骤三、利用变频器8编好程序，按动开关6，启动变频器8，开始试验，变频电机7带动加载组件转动，模拟实际工况中的加速、减速、匀速停止运动状态，试验完毕后，关闭动力组件，卸下轴承试件并称量，记为M₁，离心加速性能=（M₀-M₁）/（M₀-M）×100%。

根据推力轴承设计的转速范围来确定选用何种润滑脂，选用的润滑脂牌号的离心加速性能满足推力轴承的需要。 满足离心加速性能的润滑脂再进行排续，黏度越低越好。

Claims (6)

1.一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，包括加载组件（1）、动力组件和试验台（5）；其特征在于：

加载组件（1）放置在试验台（5）上方，其包括同轴设置的锁紧螺栓（11）、与压电数控显示装置连接的压电传感器（12）、弹簧压盖（13）、加载弹簧（14）和用于安装轴承试件（16）的轴承套（15），轴承座（17）的上方中心设有螺纹孔（171），轴承座（17）的上部设有与轴承试件（16）的内圈相配合的结构，在轴承试件（16）的上方压设有轴承套（15），轴承套（15）的下部伸入轴承试件（16）内圈，并与轴承试件（16）的内圈相配合，轴承套（15）的上方放置加载弹簧（14），加载弹簧（14）上方放置有弹簧压盖（13），弹簧压盖（13）的上方放置压电传感器（12），锁紧螺栓（11）依次穿过压电传感器（12）、弹簧压盖（13）、加载弹簧（14）、轴承套（15）、轴承试件（16）后，螺纹端拧入螺纹孔（171）内，螺栓头压在压电传感器（12）上；

动力组件安装在试验台（5）下方，包括由变频器（8）控制转速的变频电机（7），变频电机与轴承座（17）的中心固定连接，带动加载组件（1）转动。

2.如权利要求1所述的一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，其特征在于：轴承座（17）为多层同心阶梯状凸台结构，每层的凸台的周向表面为环形，从上至下每层凸台的直径逐渐增大。

3.如权利要求1所述的一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，其特征在于：试验台（5）上设有对加载组件（1）进行防护的外壳（2）。

4.如权利要求1所述的一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，其特征在于：轴承套（15）的上方设有用于安装加载弹簧（14）的下弹簧座（152），轴承套（15）下方外边缘设有压紧凸台（153），压紧凸台（153）下方部分为周向限位凸台（154），周向限位凸台（154）与轴承试件（16）的内圈相配合。

5.如权利要求1所述的一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机，其特征在于：弹簧压盖（13）的下方设有用于安装加载弹簧（14）的上弹簧座（131）。

6.如权利要求1所述的一种推力轴承用的润滑脂离心加速性能试验机的试验方法，其特征在于：

步骤一、称量被测推力轴承试件净质量，记为M，将轴承试件加注润滑脂后再称量，记录轴承与试验前润滑脂的总质量M₀；

步骤二、将轴承试件套在阶梯轴承座上，将轴承套套在轴承试件，将能提供试验压力的加载弹簧对准轴承套15中心，在加载弹簧上放置弹簧压盖，在弹簧压盖上放置压电传感器，并将压电数控显示装置通过导线与压电传感器上的接线柱连接，最后将锁紧螺栓依次穿过压电传感器、弹簧压盖、加载弹簧、轴承套、轴承试件后，拧在轴承座中心的螺纹孔内，边拧紧边观察数显压力值，达到预定压力值时，停止加载，并从压电传感器上去下导线；

步骤三、启动变频器，开始试验，变频电机带动加载组件转动，模拟实际工况中的加速、减速、匀速停止运动状态，试验完毕后，关闭动力组件，卸下轴承试件并称量，记为M₁，离心加速性能=（M₀-M₁）/（M₀-M）×100%。

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