CN214702578U - 一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，该装置包括：试验柜、驱动电机、升降电磁铁装置、拉力传感器、定位夹紧装置和数据采集系统。驱动电机带动三爪卡盘转动，被测轴承安装在三爪卡盘上并由定位夹紧装置实现被测轴承的定位与夹紧。轴承正下方的电磁加载装置对被测轴承施加径向载荷。轻质细绳一端缠绕并固定在被测轴承外圈上，另一端与拉力传感器相连。被测轴承转动时拉力传感器测量轻质细绳的拉力，轴承摩擦力矩用拉力与轴承半径的乘积来表示。轴向压力传感器安装在螺旋伸缩杆的顶端，通过轴向压力指示计显示轴向载荷。径向压力传感器安装在电磁铁底端测量径向载荷。本实用新型可用于多种尺寸和型号的滚动轴承摩擦力矩测量。

Description

一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机

技术领域

本实用新型涉及一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，尤其涉及一种在不同转速条件下轴承摩擦力矩测量的仪器。

背景技术

滚动轴承摩擦力矩测量试验机是一种测量滚动轴承摩擦力矩的专用仪器。摩擦力矩作为滚动轴承的一项重要性能指标，对滚动轴承的摩擦磨损及使用寿命有着重要的影响。在测量轴承摩擦力矩的过程中，转轴两端的保持轴承会产生摩擦阻力矩，故在测量原理上存在系统误差导致测量不精准，而精准测量滚动摩擦力矩对改进轴承的结构参数和延长滚动轴承的使用寿命至关重要。为此，开发了一款使用方便、测值准确、造价便宜的磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机。

发明内容

本实用新型提出一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机。

本实用新型采用的技术方案为：一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩试验机，包括：径向磁加载升降系统、轴向定位夹紧系统和数据采集系统，所述的数据采集系统包括：轴向压力传感器6、径向压力传感器21、拉力传感器5、计算机电脑16、轴向压力指示计8等，其中，拉力传感器5架设在试验柜1桌面上正对被测轴承17，与水平面呈一定的夹角，通过旋钮35可以进行角度调节，使轻质细线24与拉力传感器5共直线。被测轴承17外圈缠绕并固定一根轻质细绳24，轻质细绳24另一端与拉力传感器5相连，当被测轴承17转动时拉力传感器5测量拉力值，摩擦力矩为拉力值与轴承半径的乘积，计算机电脑16计算并显示摩擦力矩曲线图。轴向压力传感器6安装在螺旋推力杆7末端来测量轴向载荷。径向压力传感器21安装在方形支柱22顶端，通过力的相互作用原理测量被测轴承17上的径向载荷。

进一步地，所述主轴系统包括：三爪卡盘12、保持轴承4、联轴器3、被测轴承17；所述主轴11左侧与保持轴承4相连，右侧与三爪卡盘12相连，三爪卡盘12夹紧被测轴承17内圈带动轴承内圈转动。可实现不同直径轴承的装卡，使被测轴承的范围更广。

进一步地，所述径向磁加载升降系统包括：电磁铁20、径向压力传感器21、方形支柱22、左轴承座23、右轴承座25、大锥齿轮26、小锥齿轮27、丝杠28、蜗杆29、蜗轮30、底端推力轴承31、定位轴套32、顶端推力轴承33、环形套筒34和小手轮18；所述小手轮18将扭矩传递给小锥齿轮27，小锥齿轮27与大锥齿轮26啮合将扭矩传递给蜗杆29，蜗杆29与蜗轮30相连，蜗轮30内圈与丝杠28相互啮合。蜗轮30水平安装与底端推力轴承31和顶端推力轴承33相连，底端推力轴承31与环形套筒34相连，顶端推力轴承33与定位轴套32相连，定位轴套32通过螺栓与试验柜内部横梁紧固连接；所述丝杠28顶端的正方形凸起与方形支柱22底端的正方形凹槽过盈配合，方形支柱22穿过桌面上的方形孔。通过蜗轮蜗杆传动和滚珠丝杠传动使方形支柱22上下移动，方形支柱22的顶端与电磁铁20的中间有径向压力传感器21。

进一步地，所述轴向定位夹紧系统，主要由螺旋推力杆7、夹紧扳手9、大手轮13和夹紧基座10组成。通过调节大手轮13 来实现螺旋推力杆7的伸缩从而方便被测轴承17的装卡，螺旋推力杆7在进行轴向定位的同时还可以对轴承进行轴向载荷的施加，并由轴向压力传感器6测量,由轴向压力指示计8显示。

本实用新型的有益效果是：本实用新型装置采用可升降的磁力径向加载装置，实现无接触加载，避免因保持轴承4产生的摩擦阻力矩对测量结果的影响，从测量原理上消除误差。采用轴承径向加载的方式更加接近轴承的实际工况。直连式传动结构避免了主轴挠度过大而对测量结果产生的影响。本实用新型采用三爪卡盘12配合伸缩螺旋推力杆7装卡，可以对不同直径的轴承进行装卡，拆装方便，同时螺旋推力杆7进行轴向定位的同时还可以进行轴向加载，轴向加载力的大小通过轴向压力传感器6测量，该装置可以在较低的转速下准确测出滚动轴承摩擦力矩，可对不同尺寸和不同型号的轴承进行摩擦力矩的测量。

附图说明

图1为卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机主视图。

图2为卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机俯视图。

图3为升降电磁铁装置结构示意图。

图4为蜗轮蜗杆传动系统侧视图。

图5为卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机立体图。

图中包括：试验柜1、驱动电机2、联轴器3、保持轴承4、拉力传感器5、轴向压力传感器6、螺旋推力杆7、轴向压力指示计8、夹紧扳手9、夹紧基座10；主轴11、三爪卡盘12、大手轮13、数据线14、启动开关15、计算机电脑16、被测轴承17、小手轮18、急停按钮19、电磁铁20、径向压力传感器21、方形支柱22、左轴承座23、轻质细绳24、右轴承座25、大锥齿轮26、小锥齿轮27、丝杠28、蜗杆29、蜗轮30、底端推力轴承31、定位轴套32、顶端推力轴承33、环形套筒34、旋钮35。

具体实施方式

以下结合附图对磁加载滚动轴承外圈摩擦系数试验机进行详细说明。

参见附图1附图2，本实用新型主要包括：试验柜1、驱动电机2、联轴器3、保持轴承4、拉力传感器5、轴向压力传感器6、螺旋推力杆7、轴向压力指示计8、夹紧扳手9、夹紧基座10、主轴11、三爪卡盘12、大手轮13、数据线14、启动开关15、计算机电脑16、被测轴承17、小手轮18、急停按钮19；其中， 所述驱动电机2、保持轴承4、拉力传感器5和夹紧基座9、急停按钮19均固定在试验柜1上，主轴11的左端通过联轴器3安装在驱动电机上2，急停按钮19与驱动电机2的输入电源相连，遇突发情况可以切断电源；主轴11的右端与三爪卡盘12相连；为了便于被测轴承17的安装和轴承的轴向加载，被测轴承右侧安装有定位夹紧系统，主要由螺旋推力杆7、夹紧扳手9、大手轮13和夹紧基座10组成；通过调节大手轮13来实现螺旋推力杆7的伸缩从而方便被测轴承17的装卡，螺旋推力杆7在进行轴向定位的同时还可以对轴承进行轴向载荷的施加，并由轴向压力传感器6测量,由轴向压力指示计8显示。

参见附图3、附图4，所述径向磁加载升降系统包括:电磁铁20、径向压力传感器21、方形支柱22、左轴承座23、右轴承座25、大锥齿轮26、小锥齿轮27、丝杠28、蜗杆29、蜗轮30、底端推力轴承31、定位轴套32、顶端推力轴承33、环形套筒34和小手轮18；所述小手轮18将扭矩传递给小锥齿轮27，小锥齿轮27与大锥齿轮26啮合将扭矩传递给蜗杆29，蜗杆29与蜗轮30相连，蜗轮30内圈与丝杠28相互啮合；蜗轮30水平安装与底端推力轴承31和顶端推力轴承33相连，底端推力轴承31与环形套筒34相连，顶端推力轴承33与定位轴套32相连，定位轴套32通过螺栓与试验柜内部横梁紧固连接；所述丝杠28顶端的正方形凸起与方形支柱22底端的正方形凹槽过盈配合，方形支柱22穿过桌面上的方形孔，方形孔限制了方形支柱22和丝杠28的转动自由度，保障了丝杠28在蜗轮30的驱使下可以进行上下移动，同时也使电磁铁20的端面与被测轴承17端面保持平行；方形支柱22的顶端与电磁铁20的中间有径向压力传感器21通过力的相互作用测量施加载荷的大小，最终通过小手轮18实现对电磁铁20的升降调节。

参见附图5，所述测量摩擦力矩的试验机中，拉力传感器5架设在轴承的斜上方与水平面呈一定的夹角，通过旋钮35可以进行角度调节使轻质细绳24与拉力传感器5共直线，被测轴承17外圈缠绕并固定一根轻质细绳24，轻质细绳24另一端与拉力传感器5相连，被测轴承17被三爪卡盘12固定在主轴系统上，螺旋推力杆7负责轴向定位与轴向载荷的施加，当驱动电机2稳定运转时，轴承内圈随主轴11转动，在径向载荷的作用下，被测轴承17的摩擦力矩使轴承外圈产生相对运动的趋势，轻质细绳24产生的拉力矩去平衡被测轴承17产生的摩擦力矩，拉力矩与摩擦力矩的值大小相等方向相反，用拉力传感器5测量拉力值，进而用拉力值与轴承半径的乘积得到被测轴承摩擦力矩。轴向压力传感器6安装在螺旋推力杆7前端来测量轴向加载量。径向压力传感器21安装在方形支柱22上，根据作用力与反作用力之间的关系来测得被测轴承17上的施加载荷。

本实用新型可实现不同转速下的滚动轴承摩擦力矩的精准测量，可以对不同尺寸和不同型号的轴承进行测量，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触轴承等。

Claims (5)

1.一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，其特征在于，包括：试验柜、动力装置、电磁铁升降系统、数据采集系统、主轴系统和定位夹紧装置，其中，所述动力装置、主轴系统和定位夹紧装置主要安装在试验柜的桌面上，电磁铁升降系统主要安装在试验柜的内部，数据采集系统包括：传感器和计算机电脑，传感器安装在试验柜上，计算机电脑安装在试验柜旁边。

2.根据权利要求1所述的一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，其特征在于，所述数据采集系统，包括：拉力传感器(5)、轴向压力传感器(6)、径向压力传感器(21)、轴向压力指示计(8)、数据线(14)、启动开关(15)、计算机电脑(16)，所述拉力传感器(5)与轻质细绳(24)相连，测量轻质细绳(24)的拉力，轴向压力传感器(6)安装在螺旋推力杆(7)的顶端测量被测轴承(17)所施加的轴向载荷，径向压力传感器(21)安装在电磁铁(20)与方形支柱(22)之间，测量被测轴承(17)所施加的径向载荷，采集的数据信息通过数据线(14)传输给计算机电脑(16)。

3.根据权利要求1所述一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，其特征在于，所述电磁铁升降系统，包括：电磁铁(20)、径向压力传感器(21)、方形支柱(22)、左轴承座(23)、轻质细绳(24)、右轴承座(25)、大锥齿轮(26)、小锥齿轮(27)、丝杠(28)、蜗杆(29)、蜗轮(30)和小手轮(18)；所述小手轮(18)将扭矩传递给小锥齿轮(27)，小锥齿轮(27)与大锥齿轮(26)啮合并将扭矩传递给蜗杆(29)，蜗杆(29)与蜗轮(30)相互啮合，蜗杆(29)左右两端分别与左轴承座(23)和右轴承座(25)相连，蜗轮(30)内圈与丝杠(28)相互啮合，丝杠(28)顶端的正方形凸起与方形支柱(22)底端的正方形凹槽过盈配合，通过蜗轮蜗杆传动和丝杠传动带动方形支柱(22)上下移动，方形支柱(22)的顶端与电磁铁(20)的中间有径向压力传感器(21)。

4.根据权利要求1所述一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，其特征在于，所述主轴系统，包括：三爪卡盘(12)、保持轴承(4)、联轴器(3)、被测轴承(17)；所述主轴(11)左侧与保持轴承(4)相连，右侧与三爪卡盘(12)相连，三爪卡盘(12)夹紧被测轴承(17)内圈。

5.根据权利要求1所述一种卧式磁加载滚动轴承摩擦力矩测量试验机，其特征在于，所述定位夹紧装置，包括：轴向压力传感器(6)、螺旋推力杆(7)、夹紧扳手(9)、三爪卡盘(12)、大手轮(13)和夹紧基座(10)，所述螺旋推力杆(7)和夹紧扳手(9)与夹紧基座(10)相连，螺旋推力杆(7)顶端与轴向压力传感器(6)相连，被测轴承(17)安装在三爪卡盘(12)上，被测轴承(17)内圈与螺旋推力杆(7)顶端的轴向压力传感器(6)相接触。

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