CN209927459U - 自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪 - 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检测仪，包括内圈驱动系统、外圈驱动系统、夹具系统、检测控制系统及机架。所述内圈驱动系统采用立式结构固定于所述机架的右支撑面上，所述外圈驱动系统采用卧式结构安装于机架的主台面上，所述夹具系统设置在机架的主台面右侧，所述检测控制系统相对于所述机架独立布置。本实用新型具有两套驱动系统，可分别检测关节轴承的旋转启动力矩、摆动启动力矩和动摩擦力矩，在两套驱动系统中皆增加了平面涡卷弹簧装置，能够展现关节轴承内外圈静、动摩擦的转变过程，明显地区分无载启动力矩和动摩擦力矩，实现了一机多用，检测过程简便，具有较高的检测效率。

Description

自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪

技术领域

本实用新型涉及自润滑关节轴承无载启动力矩检测领域，具体涉及一种自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪。

背景技术

自润滑关节轴承因结构简单、自调心性好和无需添加润滑剂等特点被广泛地应用于航空航天和工程机械等领域。自润滑关节轴承的无载启动力矩是评价关节轴承旋转灵活性和摆动灵活性的重要技术指标，它是指当轴承不受载荷时，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阻力矩。根据关节轴承的不同运动形式，可将无载启动力矩分为旋转启动力矩和摆动启动力矩，除无载启动力矩之外，关节轴承在相对转动时还存在动摩擦力矩，动摩擦力矩小于无载启动力矩。

受关节轴承制造工艺误差的影响，目前在理论上仍无法精确计算关节轴承的无载启动力矩，因此相关研究多集中在试验检测方面。中国专利CN201600209U公开了一种关节轴承启动摩擦力矩测量仪，所述检测仪包括驱动部分、传动部分、电气系统和计算机，可以定量检测关节轴承的启动力矩，通过计算机控制驱动部分产生力矩，经传动部分带动关节轴承内圈旋转，由动态扭矩传感器检测力矩值。所述检测仪采用逐步增大驱动力矩的方式检测无载启动力矩，通过角度传感器来判断轴承内圈是否转动，增加了测量过程的复杂性，并且只能检测旋转启动力矩，不能检测摆动启动力矩。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，该检测仪不仅能够测量关节轴承的旋转启动力矩、摆动启动力矩和动摩擦力矩，实现一机多用，而且可以展现关节轴承内外圈静、动摩擦的转变过程，明显地区分无载启动力矩和动摩擦力矩。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，包括内圈驱动系统、外圈驱动系统、夹具系统、检测控制系统及机架，所述内圈驱动系统采用立式结构固定于所述机架的右支撑面上，所述外圈驱动系统采用卧式结构安装于机架的主台面上，所述夹具系统设置在机架的主台面右侧，所述检测控制系统相对于所述机架独立布置。

在上述技术方案中，所述内圈驱动系统包括伺服电机、同步带、带轮、平面涡卷弹簧、传动轴、动态扭矩传感器及内圈驱动轴。

在上述技术方案中，所述平面涡卷弹簧安装于所述带轮的内部，该平面涡卷弹簧的两端分别与所述带轮和所述传动轴相连。

在上述技术方案中，所述外圈驱动系统包括伺服电机、联轴器、平面涡卷弹簧、传动轴、动态扭矩传感器、外圈驱动轴及角度传感器。

在上述技术方案中，所述平面涡卷弹簧安装于所述联轴器的内部，该平面涡卷弹簧的两端分别与所述联轴器和所述传动轴相连。

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型针对关节轴承的内外圈，设计了两套驱动系统，可分别驱动轴承内圈作旋转运动和驱动轴承外圈作摆动运动，从而检测关节轴承的旋转启动力矩、摆动启动力矩和动摩擦力矩；在两套驱动系统中皆增加了平面涡卷弹簧装置，该装置能够将伺服电机输出的动力缓慢地、渐增地施加到关节轴承内外圈上，将轴承内外圈由静止到相对转动的过程放大，在检测控制系统中展现关节轴承内外圈静、动摩擦的转变过程，从而明显地区分无载启动力矩和动摩擦力矩。

附图说明

图1为自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪总体布局图；

图2为内圈驱动系统布局图；

图3为内圈驱动系统平面涡卷弹簧安装部位结构示意图；

图4为外圈驱动系统布局图；

图5为外圈驱动系统平面涡卷弹簧安装部位结构示意图。

在上述附图中，1.机架 2.外圈驱动系统 3.夹具系统 4.内圈驱动系统 5.检测控制系统 6. 伺服电机 7.同步带 8.传动轴 9.平面涡卷弹簧 10.带轮 11.动态扭矩传感器12.内圈驱动轴 13.伺服电机 14.联轴器 15.平面涡卷弹簧 16.传动轴 17.动态扭矩传感器 18.角度传感器 19. 外圈驱动轴

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本实用新型自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪的具体实施方案。

图1为自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪的总体布局，包括内圈驱动系统4、外圈驱动系统2、夹具系统3、检测控制系统5及机架1，所述内圈驱动系统4采用立式结构固定于所述机架1的右支撑面上，所述外圈驱动系统2采用卧式结构安装于机架1的主台面上，所述夹具系统 3设置在机架1的主台面右侧，所述检测控制系统5相对于所述机架1独立布置。

图2为检测仪内圈驱动系统4的布局，包括伺服电机6、同步带7、带轮10、平面涡卷弹簧9、传动轴8、动态扭矩传感器11及内圈驱动轴12。

图3为内圈驱动系统中平面涡卷弹簧安装部位的结构示意，所述平面涡卷弹簧9安装于所述带轮10内部，该平面涡卷弹簧9的两端分别与所述带轮10和所述传动轴8相连。

图4为检测仪外圈驱动系统2的布局，包括伺服电机13、联轴器14、平面涡卷弹簧15、传动轴16、动态扭矩传感器17、外圈驱动轴19及角度传感器18。

图5为外圈驱动系统中平面涡卷弹簧安装部位的结构示意，所述平面涡卷弹簧15安装于所述联轴器14内部，该平面涡卷弹簧15的两端分别与所述联轴器14和所述传动轴16相连。

本实用新型自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪的检测过程如下：

将关节轴承水平放置在夹具系统3中，夹持固定关节轴承内外圈。

检测关节轴承的旋转启动力矩时，外圈驱动系统2保持静止状态，由内圈驱动系统4驱动轴承内圈作旋转运动。通过检测控制系统5控制伺服电机6以恒定角速度运动，通过同步带7 驱动带轮10转动，带轮10内装有平面涡卷弹簧9，其外端与带轮10固定，内端与传动轴8固定，带轮10驱动平面涡卷弹簧9的外端使其产生弯曲变形，形成转动力矩，当平面涡卷弹簧9内部积蓄的转动力矩克服关节轴承的旋转启动力矩时，带动传动轴8、动态扭矩传感器11、内圈驱动轴12和关节轴承内圈旋转，动态扭矩传感器11将力矩信号反馈给检测控制系统5，检测控制系统5实时监测和记录力矩的变化过程。

检测关节轴承的摆动启动力矩时，内圈驱动系统4保持静止状态，由外圈驱动系统2驱动轴承外圈作摆动运动，通过检测控制系统5控制伺服电机13以恒定角速度运动，通过联轴器14 驱动平面涡卷弹簧15转动，当平面涡卷弹簧15内部积蓄的转动力矩克服关节轴承的摆动启动力矩时，带动传动轴16、动态扭矩传感器17、外圈驱动轴19和关节轴承外圈摆动，动态扭矩传感器17将力矩信号反馈给检测控制系统5，检测控制系统5实时监测和记录力矩的变化过程。

外圈驱动系统2中的角度传感器18与外圈驱动轴19之间通过带传动连接，用于监测关节轴承外圈的摆动角度，防止关节轴承因摆动角度过大而造成损坏。

Claims (5)

1.自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，其特征在于：包括内圈驱动系统、外圈驱动系统、夹具系统、检测控制系统及机架，所述内圈驱动系统采用立式结构固定于所述机架的右支撑面上，所述外圈驱动系统采用卧式结构安装于机架的主台面上，所述夹具系统设置在机架的主台面右侧，所述检测控制系统相对于所述机架独立布置。

2.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，其特征在于：所述内圈驱动系统包括伺服电机、同步带、带轮、平面涡卷弹簧、传动轴、动态扭矩传感器及内圈驱动轴。

3.根据权利要求2所述的自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，其特征在于：所述平面涡卷弹簧安装于所述带轮的内部，该平面涡卷弹簧的两端分别与所述带轮和所述传动轴相连。

4.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，其特征在于：所述外圈驱动系统包括伺服电机、联轴器、平面涡卷弹簧、传动轴、动态扭矩传感器、外圈驱动轴及角度传感器。

5.根据权利要求4所述的自润滑关节轴承无载启动力矩检测仪，其特征在于：所述平面涡卷弹簧安装于所述联轴器的内部，该平面涡卷弹簧的两端分别与所述联轴器和所述传动轴相连。

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