CN211178813U - 微小扭矩实时自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微小扭矩实时自动测试装置，包括机架、轴承夹具、扭矩传感器、升降组件、夹紧组件，所述升降组件和夹紧组件分别通过靠板固定连接在机架上，且升降组件和夹紧组件分别位于靠板的上下部；所述升降组件上通过升降支架固定连接伺服电机及减速机，所述减速机与扭矩传感器用挠性联轴器串接，所述夹紧组件上安装轴承夹具的上压板，轴承夹具的下压板固定在机架上面，下压板底部安装载荷传感器。本实用新型针对轴承无载启动扭矩自动化测试的复杂要求，引入高精度扭矩传感器、载荷传感器、扭矩伺服驱动器、轴承夹持夹具等技术，确定试验过程中的定量参数，建立试验自动化控制系统，满足试验过程中的定量控制和自动化控制。

Description

微小扭矩实时自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种微小扭矩测试技术，尤其涉及一种关节轴承无载启动力矩实时自动测试装置。

背景技术

关节轴承启动扭矩值较小，一般在0.01Nm～0.2Nm之间，目前，实际生产中测量自润滑关节轴承无载启动摩擦力矩的常用方法主要为:砝码法和基于扭矩传感器的测量方法。

砝码法测量原理如图1所示，砝码法的测试装置简单、精度低，加载砝码21的同时在轴承20上施加了径向载荷，改变了轴承20的“无载”状态。另外，加载砝码的次序、放置时的平稳程度、最后一次的加载量对测试结果均有很大的影响，随机误差太大。

基于扭矩传感器的测试仪示意图如图2所示，使用扭矩传感器测量，可以杜绝因测试而引入的附加径向载荷和操作者的人为影响因素。被测轴承22外圈用夹持装置23固定，轴承内圈通过扭矩传感器7与电动机24连接。扭矩传感器可检测电动机启动过程中的力矩，从而测得被测轴承的无载启动力矩。

由于轴承外圈较薄，容易变形，在固定外圈时，不可避免地改变了轴承的预紧状态，进而改变了轴承的无载启动力矩，该测量装置采用卧式结构，引入了扭矩传感器弯矩的影响。

林晶等申请的“滚动轴承无载启动力矩测量装置”采用了扭矩传感器的立式结构，有效避免了上述的两种弊端，通过锥形芯轴与内圈之间的过盈配合，实现内圈与芯轴之间的固定，避免了测量过程中引入轴向力的问题，并避免了螺母拧紧对轴承内圈的伤害。与滚动轴承不同的是关节轴承端面夹持对轴向夹紧力要求比较高，不能定量控制轴向力大小，无法保证“无载启动”。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种微小扭矩实时自动测试装置，针对轴承无载启动扭矩自动化测试的复杂要求，引入高精度扭矩传感器、载荷传感器、扭矩伺服驱动器、轴承夹持夹具等技术，确定试验过程中的定量参数，建立试验自动化控制系统，满足试验过程中的定量控制和自动化控制。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种微小扭矩实时自动测试装置，包括机架、轴承夹具、扭矩传感器、升降组件、夹紧组件，所述升降组件和夹紧组件分别通过靠板固定连接在机架上，且升降组件和夹紧组件分别位于靠板的上下部；所述升降组件上通过升降支架固定连接伺服电机及减速机，所述减速机与扭矩传感器用挠性联轴器串接，所述夹紧组件上安装轴承夹具的上压板，轴承夹具的下压板固定在机架上面，下压板底部安装载荷传感器。

进一步，所述上、下压板与被测关节轴承接触面采用圆弧接触面，通过圆弧接触面可自动找正被测关节轴承的中心，从而可大大减少上、下压板同轴度带来的影响。

进一步，所述降升组件和夹紧组件均由驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、导轨副组成，驱动电机通过滚珠丝杠连接丝杠螺母，丝杠螺母连接升降支架或上压板，升降支架或上压板与导轨副连接。

进一步，所述夹紧组件采用驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母带动轴承夹具的上压板上下移动，并通过带有圆弧接触面的上、下压板实现轴向夹紧被测关节轴承，所述下压板底部还设有载荷传感器，通过载荷传感器实时显示夹紧力的大小，且夹紧力大小可根据被测关节轴承的类型调整，确保真正做到“无载”启动。

进一步，所述扭矩传感器与被测关节轴承通过竖直连接方式连接，使扭矩传感器的连接方向与重力方向相同，均为垂直于水平面，从而不会产生额外的弯矩影响。

进一步，所述机架的底部固定在大理石底板上，所述机架上面设有防护罩，用于减少外界环境对测试的影响。

进一步，所述伺服电机和减速机驱动角度控制精度为±0.01°，所述扭矩传感器精度± 0.05％FS。

进一步，所述微小扭矩实时自动测试装置连接控制系统，由控制系统实现自动化控制，并实时输出试验过程中的扭矩-时间曲线。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的微小扭矩实时自动测试装置，扭矩传感器可校准，测试精度高，准确可靠；

2、本实用新型的微小扭矩实时自动测试装置，能够在现场进行校准，使用方便，由伺服电机和减速机驱动，角度控制精度可达±0.01°，扭矩加载平稳，扭矩传感器精度±0.05％FS；

3、本实用新型的微小扭矩实时自动测试装置，外圈轴向夹持，可定量控制夹持载荷，控制软件可按照规范实现自动化控制，试验过程中可实时输出扭矩-时间曲线。

附图说明

图1为砝码法测量原理图；

图2为基于扭矩传感器的测试仪示意图；

图3为本实用新型的微小扭矩实时自动测试装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图3所示，本实用新型的微小扭矩实时自动测试装置，包括大理石底板1、机架2、伺服电机3、减速机4、载荷传感器5、轴承夹具6、扭矩传感器7、挠性联轴器8、升降组件9、夹紧组件10、防护罩11等组成。

测试装置的基本工作原理是将高精度扭矩传感器与关节轴承串接，用伺服驱动器加载，以高精度扭矩传感器的输出数据为关节轴承的启动扭矩，装置采用了高精度扭矩传感器和被测关节轴承竖直连接的设计方式，使扭矩传感器连接系统的连接方向与重力方向相同，均为垂直于水平面，这样连接的方式将不会产生额外的弯矩影响。

机架2安装在大理石底板1上，用一靠板固定升降组件9和夹紧组件10，升降组件9和夹紧组件10分别位于靠板的上下部。升降组件9上通过升降支架固定连接伺服电机3及减速机4，减速机4和扭矩传感器5用挠性联轴器8串接，夹紧组件10上安装轴承夹具6的上压板6-1，轴承夹具6的下压板6-2固定在机架2上面，下压板6-2底部安装载荷传感器5，上、下压板6-1，6-2采用圆角接触，可自动找正中心，大大减少了同轴度带来的影响。升降组件 9和夹紧组件10均由驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、导轨副组成，驱动电机通过滚珠丝杠连接丝杠螺母，丝杠螺母连接升降支架或上压板6-1，升降支架或上压板6-1与导轨副连接。

开始测试前，启动升降组件9的驱动电机将升降组件9中的升降支架升起，并带动伺服电机3及减速机4、挠性联轴器8一起升起，将关节轴承置于轴承夹具6的上、下压板6-1，6-2中间，启动夹紧组件10的驱动电机将夹紧组件10的上压板6-1往下移动实现对关节轴承的载荷加载，安装完成后先根据关节轴承的测试要求夹紧，然后升降组件9的升降支架下降，使挠性联轴器8与扭矩传感器5连接，开启伺服电机3旋转。

本实用新型的夹紧组件10采用驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母带动轴承夹具6的上压板6-1 上下移动，通过带有R圆角的上、下压板6-1，6-2实现轴向夹紧被测关节轴承，下压板6-2底部有载荷传感器实时显示夹紧力的大小，且夹紧力大小可根据被测关节轴承的类型调整，确保了真正做到“无载”启动。

本实用新型采用大理石底板固定在底部，机架固定在大理石底板上，升降组件安装在机架，为更换不同的关节轴承时提供便捷，伺服电机和减速机实现扭矩加载，扭矩传感器由挠性联轴器相连，夹紧组件对关节轴承施加轴向载荷实现定量夹紧，由防护罩减少外界环境对测试的影响。

Claims (8)

1.一种微小扭矩实时自动测试装置，包括机架、轴承夹具、扭矩传感器、升降组件、夹紧组件，其特征在于：所述升降组件和夹紧组件分别通过靠板固定连接在机架上，且升降组件和夹紧组件分别位于靠板的上下部；所述升降组件上通过升降支架固定连接伺服电机及减速机，所述减速机与扭矩传感器用挠性联轴器串接，所述夹紧组件上安装轴承夹具的上压板，轴承夹具的下压板固定在机架上面，下压板底部安装载荷传感器。

2.根据权利要求1所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述上、下压板与被测关节轴承接触面采用圆弧接触面，通过圆弧接触面可自动找正被测关节轴承的中心。

3.根据权利要求1所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述升降组件和夹紧组件均由驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、导轨副组成，驱动电机通过滚珠丝杠连接丝杠螺母，丝杠螺母连接升降支架或上压板，升降支架或上压板与导轨副连接。

4.根据权利要求3所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述夹紧组件采用驱动电机、滚珠丝杠、丝杠螺母带动轴承夹具的上压板上下移动，并通过带有圆弧接触面的上、下压板实现轴向夹紧被测关节轴承，所述下压板底部还设有载荷传感器，通过载荷传感器实时显示夹紧力的大小，且夹紧力大小可根据被测关节轴承的类型调整。

5.根据权利要求1所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述扭矩传感器与被测关节轴承通过竖直连接方式连接，使扭矩传感器的连接方向与重力方向相同，均为垂直于水平面。

6.根据权利要求1所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述机架的底部固定在大理石底板上，所述机架上面设有防护罩。

7.根据权利要求1所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述伺服电机和减速机驱动角度控制精度为±0.01°，所述扭矩传感器精度±0.05％FS。

8.根据权利要求1-7任一所述的微小扭矩实时自动测试装置，其特征在于：所述微小扭矩实时自动测试装置连接控制系统，由控制系统实现自动化控制，并实时输出试验过程中的扭矩-时间曲线。

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