CN205404023U - 自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，包括可调恒力加载装置，自润滑关节轴承夹具，具有两个平移自由度的双四连杆浮动连接装置，动态扭矩传感器，步进电机，电机运动控制系统，数据采集系统，计算机，机架；所述可调恒力加载装置固定在机架上，所述自润滑关节轴承夹具固定在机架上，位于可调恒力加载装置的正下方，所述自润滑关节轴承夹具通过双四连杆浮动连接装置连接动态扭矩传感器和步进电机；所述电机运动控制系统，数据采集系统和计算机分别安装在机架上。本实用新型既可以测量自润滑关节轴承无载启动力矩，同时也可用于测量自润滑关节轴承的动态阻力矩。

Description

自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪

技术领域

本实用新型涉及自润滑关节轴承启动力矩测量领域，具体涉及一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪。

背景技术

目前，自润滑关节轴承广泛应用于工程机械、载重汽车、水利设施、军工机械等，尤其是近年来被广泛应用于航空航天等装备，其对高质量、高可靠性的关节轴承的需求更为迫切。无载启动摩擦力矩是指轴承不受载荷时，轴承内外圈从静止状态到开始相对转动的瞬间所需要克服的摩擦力矩。它综合反映了轴承内外圈球面的贴合度、预紧状况以及自润滑衬垫的摩擦性能等，是自润滑关节轴承的一项重要的技术参数。

在实际生产中，目前测量自润滑关节轴承的无载启动力矩的方法大致有：1.砝码法、2.基于扭矩传感器的测量方法等

一、砝码法。使用砝码法测试无载启动力矩时，将轴承安装在测量装置的水平心轴上，用心轴固定轴承的内圈，将扁平柔带一端粘连并缠绕在被测轴承的外圆周，另一端挂砝码。不断加载砝码，直至外圈开始转动。此时所加的砝码重量产生的力矩即为轴承的无载启动力矩。测量结果因砝码重量引入的附加径向载荷、砝码的量化误差和操作者人为因素影响较大，一致性较差。

二、基于扭矩传感器的测量方法。使用扭矩传感器测量，可以杜绝操作者的人为因素。因被测轴承在安装和驱动时很难保证其始终处于“无载”状态，只能测得近似的“无载启动力矩”，精确程度取决于被测轴承的安装方式和驱动方式等。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，该装置采不仅能在轴承近似于无载状态下精确测出不同型号自润滑关节轴承的启动力矩，而且可以大范围的准确记录启动力矩的测量曲线，有较高的生产效率。本实用新型提供的自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪属于基于扭矩传感器的测量方法，在仪器设计方面应用一些新技术使轴承的测试状态接近于“无载”状态。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，包括可调恒力加载装置，自润滑关节轴承夹具，具有两个平移自由度的双四连杆浮动连接装置，动态扭矩传感器，步进电机，电机运动控制系统，数据采集系统，计算机，机架；所述可调恒力加载装置固定在机架上，所述自润滑关节轴承夹具固定在机架上，位于可调恒力加载装置的正下方，所述自润滑关节轴承夹具通过双四连杆浮动连接装置连接动态扭矩传感器和步进电机；所述电机运动控制系统，数据采集系统和计算机分别安装在机架上。

所述自润滑关节轴承夹具包括高摩擦系数垫片A，轴承座，高摩擦系数垫片B，拥有花键槽的连接驱动轴，开口垫圈，内圈固定螺栓；被测自润滑关节轴承外圈固定于轴承座上，两者之间设有高摩擦系数垫片A，被测自润滑关节轴承内圈与连接驱动轴连接，两者之间设有高摩擦系数垫片B；所述被测自润滑关节轴承内圈与连接驱动轴通过开口垫圈和内圈固定螺栓固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型既可以测量自润滑关节轴承无载启动力矩，同时也可用于测量自润滑关节轴承的动态阻力矩，极大减少被测外圈可靠固定的轴向夹持力，从而降低因夹持产生的附加载荷，降低无载启动力矩的测量系统误差；避免驱动机构和被测轴承内圈不对中、及被测轴承内外圈自身不对中引起的测量误差。

附图说明

图1是自润滑关节轴承夹具的结构示意图。

图2是自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪的正视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施加以详细说明。

如图2所示，一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，包括可调恒力加载装置9，自润滑关节轴承夹具10，具有两个平移自由度的双四连杆浮动连接装置11，动态扭矩传感器12，步进电机13，电机运动控制系统14，数据采集系统15，计算机16，机架17；所述可调恒力加载装置9固定在机架17上，所述自润滑关节轴承夹具10固定在机架17上，位于可调恒力加载装置9的正下方，所述自润滑关节轴承夹具10通过双四连杆浮动连接装置11连接动态扭矩传感器12和步进电机13；所述电机运动控制系统14，数据采集系统15和计算机16分别安装在机架17上。

如图1所示，所述自润滑关节轴承夹具10包括高摩擦系数垫片A3，轴承座4，高摩擦系数垫片B5，拥有花键槽的连接驱动轴6，开口垫圈7，内圈固定螺栓8；被测自润滑关节轴承外圈2固定于轴承座4上，两者之间设有高摩擦系数垫片A3，被测自润滑关节轴承内圈1与连接驱动轴6连接，两者之间设有高摩擦系数垫片B5；所述被测自润滑关节轴承内圈1与连接驱动轴6通过开口垫圈7和内圈固定螺栓8固定。

本实用新型自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪测量过程如下：

首先，如图1所示，在轴承座4上放置高摩擦系数垫片A3，再将被测自润滑关节轴承放置于高摩擦系数垫圈A3上，将拥有花键槽的连接驱动轴6与被测自润滑关节轴承内圈1连接，并在两者接触面上放置高摩擦系数垫片B5，再通过开口垫圈7与内圈固定螺栓8将自润滑关节轴承内圈1固定，至此自润滑关节轴承夹具10装配完成。

然后进行整个自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪的安装。如图2所示安装完成后，使用可调恒力加载装置9对被测自润滑关节轴承外圈2施加夹持力，由于被测自润滑关节轴承外圈2与轴承座4之间存在高摩擦系数垫片A3，其可以最大限度地降低被测自润滑关节轴承外圈2可靠固定所需要的夹持力，从而降低因夹持产生的附加载荷，降低无载启动力矩的测量系统误差；因为被测自润滑关节轴承内圈1已与拥有花键槽的连接驱动轴6连接，故可用花键或者平键使得拥有花键槽的连接驱动轴6与动态扭矩传感器12、步进电机13通过具有两个平移自由度的双四连杆浮动连接装置11连接，可以实现径向和轴承三个平移方向的完全误差补偿，实现被测自润滑关节轴承内圈2与动态扭矩传感器12、步进电机13的浮动连接，避免驱动机构和被测自润滑关节轴承内圈2不对中，以及被测自润滑关节轴承本身不对中引起的测量误差。

测量前，首先对拥有花键槽的连接驱动轴6与被测自润滑关节轴承内圈1之间的预紧力矩进行标定，先设定一个目标力矩值，再使用力矩扳手旋转内圈固定螺栓8，带动被测自润滑关节轴承内圈1与拥有花键槽的连接驱动轴6旋转至动态扭矩传感器12达到设定的目标力矩值，此时的预紧力矩就是操作者所设定的目标力矩值。

测量时，将被测自润滑关节轴承内圈1转动到某一位置，启动步进电机13，空转若干圈，实现跑合。第一种模式：恒定加速度下无载启动力矩测量，跑合以后，通过电机运动控制系统14设定一个恒定加速度值，从速度0开始加速，由动态扭矩传感器12测得的力矩峰值就是所要测量的无载启动力矩值；然后再转动到第二个设定的角度，停止转动，再以同样的加速度从速度0开始加速，此时测得第二个点（角度）上的无载启动力矩值，以此类推，测得多点多相位的力矩峰值。第二种模式，恒定速度下动态力矩测量，首先加速到一定速度，并保持稳定，使用动态扭矩传感器12检测其旋转一周或者若干周时的动态力矩，并从中提取若干波动量以及若干峰值，据此判断自润滑关节轴承内外圈之间是否存在应点，以及对应的不均匀度。使用数据采集系统15对整个测量过程中的无载力矩进行记录，并通过计算机16显示输出，便于操作者观察分析。

Claims (2)

1.一种自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，其特征在于，包括可调恒力加载装置（9），自润滑关节轴承夹具（10），具有两个平移自由度的双四连杆浮动连接装置（11），动态扭矩传感器（12），步进电机（13），电机运动控制系统（14），数据采集系统（15），计算机（16），机架（17）；所述可调恒力加载装置（9）固定在机架（17）上，所述自润滑关节轴承夹具（10）固定在机架（17）上，位于可调恒力加载装置（9）的正下方，所述自润滑关节轴承夹具（10）通过双四连杆浮动连接装置（11）连接动态扭矩传感器（12）和步进电机（13）；所述电机运动控制系统（14），数据采集系统（15）和计算机（16）分别安装在机架（17）上。

2.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承无载启动力矩测量仪，其特征在于，所述自润滑关节轴承夹具（10）包括高摩擦系数垫片A（3），轴承座（4），高摩擦系数垫片B（5），拥有花键槽的连接驱动轴（6），开口垫圈（7），内圈固定螺栓（8）；被测自润滑关节轴承外圈（2）固定于轴承座（4）上，两者之间设有高摩擦系数垫片A（3），被测自润滑关节轴承内圈（1）与连接驱动轴（6）连接，两者之间设有高摩擦系数垫片B（5）；所述被测自润滑关节轴承内圈（1）与连接驱动轴（6）通过开口垫圈（7）和内圈固定螺栓（8）固定。