CN215492174U - 一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，包括支架台、回转台、自转驱动组件和预紧力加载机构，所述回转台转动式安装在支架台的台面上方，在回转台和支架台之间设置有转台轴承，回转台的中心处与中空转轴的第一端连接，所述中空转轴的第二端穿过支架台的台面后与导电滑环的转子连接，导电滑环的外壳与所述支架台固定连接，所述转台轴承的外圈与回转台固定连接，在转台轴承的外圈的外圆面上形成有外齿圈，转台轴承的内座圈与支架台的台面固定连接，所述转台轴承的外圈与公转驱动电机的驱动齿轮通过外齿啮合，自转驱动组件安装在回转台上，本方案填补复杂工况下轴承摩擦力矩试验测量的空白，使试验结果更贴近实际工况。

Description

一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台

技术领域

本实用新型属于轴承摩擦力矩测量装置技术领域，具体涉及一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台。

背景技术

轴承为各类工业机械及生活用品中的关键零部件，任何旋转部件离开轴承都将无法工作。作为支承旋转部件的关键零部件，轴承的摩擦力矩向来备受关注，其作为轴承性能评价的重要指标，对主机的性能有重要影响。工业应用上为了降低轴承的摩擦力矩采用了各种方法，而精确测量轴承的摩擦力矩对轴承的优化设计和加工工艺的提高也至关重要，现有的轴承摩擦力矩试验设备已经较为成熟且精度较高，但不足之处在于现有的设备只能测量轴承自转状态下的摩擦力矩，实际工作中很多轴承也会随安装部件做公转运动，工作在这种公自转耦合工况下的轴承工作状态复杂，而现有的设备无法实现公自转耦合工况下的轴承摩擦力矩测量，无法反映轴承实际工作的状态，测量的数据不能完全适用该类轴承的优化设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，本装置能够实现轴承在公转及自转耦合工况下的摩擦力矩测试，有效填补复杂工况下轴承摩擦力矩试验测量的空白，使试验结果更贴近实际工况。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，包括支架台、回转台、自转驱动组件和预紧力加载机构，所述回转台转动式安装在支架台的台面上方，在回转台和支架台之间设置有转台轴承，回转台的中心处与中空转轴的第一端连接，所述中空转轴的第二端穿过支架台的台面后与导电滑环的转子连接，导电滑环的外壳与所述支架台固定连接，所述转台轴承的外圈与回转台固定连接，在转台轴承的外圈的外圆面上形成有外齿圈，转台轴承的内座圈与支架台的台面固定连接，所述转台轴承的外圈与公转驱动电机输出轴上的驱动齿轮通过外齿啮合，自转驱动电机通过支承座安装在回转台上，在支承座上横向架设有支承轴，自转驱动电机位于支承座一侧，用于安装被试轴承并实现被试轴承的自转运动，预紧力加载机构安装在支承轴上，用于实现被试轴承的轴向载荷的加载。

作为优选方案，所述支承轴中段外部套装有用于放置被试轴承的安装套筒，所述安装套筒一端通过驱动法兰与自转驱动电机的转子固定连接。

作为优选方案，所述安装套筒的中心孔的一端通过支承轴承Ⅱ与支承轴转动式连接，另一端通过被试轴承与支承轴转动式连接。

作为优选方案，所述预紧力加载机构包括加载弹簧、挡圈和预紧螺母，所述加载弹簧、挡圈和预紧螺母依次顺序套装在支承轴上，其中加载弹簧一端与被试轴承的内圈接触，另一端与挡圈一侧接触，预紧螺母位于挡圈另一侧，并旋拧在所述支承轴的螺纹段。

作为优选方案，还包括力矩传感器，所述力矩传感器与支承轴连接，所述力矩传感器的测量头受到力矩作用，在测量仪上输出受到的扭矩。

作为优选方案，所述安装套筒的外壁上设置有惯性轮盘，所述惯性轮盘为圆环状，且可沿安装套筒的轴线方向进行位置调节。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型，通过结构改进，主要由公转驱动组件、自转驱动组件、预紧力加载机构、测试系统等几大部分组成，填补复杂工况下轴承摩擦力矩试验测量的空白，使试验结果更贴近实际工况。更有效的指导轴承优化设计，进一步提高轴承精度、寿命。公转系统使被试轴承整体可以实现公转运动，同时解决自转系统的供电、信号传递问题。通过步进电机和齿轮传动系统驱动转盘实现公转运动，自转系统整体安装在公转托盘上。自转系统通过自转驱动电机实现被试轴承的自转运动，通过预紧力加载机构实现轴向载荷的加载，被试轴承的摩擦力矩由力矩传感器直接测量得到。更有效的指导轴承优化设计，进一步提高轴承精度、寿命。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型力矩试验台的第一视角立体图；

图2为图1中回转台的结构图；

图3为本实用新型力矩试验台的第二视角立体图；

图4为图3中回转台的结构图；

图5为本实用新型力矩试验台的俯视图；

图6为力矩实验台的整体剖视图；

图7为图6中回转台上方部分的剖视图；

图中标记： 1、支架台，2、回转台，3、转台轴承，4、中空转轴，5、导电滑环，7、公转驱动电机， 8、驱动齿轮，9、支承座，91、安装底板，92、加高座，93、轴承座，94、支承轴承Ⅰ，10、支承轴，11、自转驱动电机，111、电机转子，112、电机定子，113、固定板，114、定子固定框，12、安装套筒，13、驱动法兰，14、支承轴承Ⅱ，15、惯性轮盘，16、螺钉，21、加载弹簧，22、挡圈，23、预紧螺母， 30、力矩传感器，31、圆形方孔法兰，32、传感器固定架，100、被试轴承。

具体实施方式

以下通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

如图1-4所示，本实施例提供一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，试验台主要由公转驱动组件、自转驱动组件、预紧力加载机构、力矩测试系统等几大部分组成，公转驱动组件使轴承整体可以实现公转运动，同时解决自转系统的供电、信号传递问题。通过步进电机和齿轮传动系统驱动转盘实现公转运动，自转驱动组件、预紧力加载机构和测试组件整体安装在回转台2上，本装置能够填补复杂工况下轴承摩擦力矩试验测量的空白，使试验结果更贴近实际工况。更有效的指导轴承优化设计，进一步提高轴承精度、寿命。

本实施例，公转驱动组件通过公转驱动电机7和齿轮传动机构驱动回转台2实现公转运动，自转驱动组件整体安装在回转台2上，回转台2及其上安装的自转驱动组件由外圈带直齿轮的转台轴承3支承，转台轴承3外圈上均布6个M14的螺纹通孔，回转台2通过螺钉16安装在转台轴承3外圈上，公转驱动电机7输出轴安装直径较小的驱动齿轮8，转台轴承3的外圈直齿轮与驱动齿轮8组成公转驱动的传动系统，其中转台轴承3的外圈直齿轮为大齿轮，驱动齿轮8为小齿轮，该系统传动比为1:2，转台轴承3内座圈上均布6个M14的螺纹通孔，通过螺钉将转台轴承3的内座圈固定在支架台1上。导电滑环5的外壳固定在支架台1的台面下方，其转子通过中空转轴4安装在回转台2下方随回转台2一起转动，自转驱动组件的供电和信号传递通过导电滑环5传递，该导电滑环5支持一路千兆网线信号和19路电信号的传递。

如图5所示，自转驱动组件安装在支承座9上，自转驱动组件包括自转驱动电机11、驱动法兰13、安装套筒12和惯性轮盘15，自转驱动电机11为无框电机，该无框电机的电机定子112通过固定板113安装在支承座9上，其中定子固定框114与固定板113通过螺栓连接，无框电机的电机转子111安装在驱动法兰13上，驱动法兰13通过M4的螺钉固定在安装套筒12端面上，电机转子111通过驱动法兰13直接驱动支承轴承Ⅱ14外圈转动。图中部件，自转驱动电机11、驱动法兰13和安装套筒12均套装在支承轴10上，在安装套筒12的内部两端分别通过支承轴承Ⅱ14和被试轴承100与支承轴10转动连接，在安装套筒12的外圆柱面上安装有惯性轮盘15，惯性轮盘15为圆环状，其通过螺钉固定在安装套筒12上，且安装套筒12可沿其轴线方向位置调节。

详细地，本实施例中，支承座9包括与回转台2贴合安装的安装底板91，加高座92垂直设置在安装底板91的两侧，在加高座92上固定有轴承座93，支承轴10通过支承轴承Ⅰ94与轴承座93转动式连接。

本实施例中，预紧力加载机构由支承轴10上的螺纹段、加载弹簧21、预紧螺母23和挡圈22组成，如图6所示，加载弹簧21一端压紧被试轴承100内圈，一端压紧挡圈22，预紧螺母23在支承轴10上的螺纹段旋转调整加载弹簧21的长度，进而调整被试轴承100的轴向载荷。加载弹簧21在使用之前需要通过测力计进行标定，测量出单位压缩量下对应的压紧力。

本实施例中，力矩测试系统主要包括力矩传感器30，力矩传感器30通过传感器固定架32进行固定安装，力矩传感器30通过一个圆形方孔法兰31与被试轴承100的支承轴10相连，支承轴10在传递被试轴承100的摩擦力矩时，仍然保持静止状态并不发生旋转运动，力矩传感器30的测量头受到力矩作用在测量仪上输出受到的扭矩，即为被试轴承100的摩擦力矩测量结果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：包括支架台（1）、回转台（2）、自转驱动组件和预紧力加载机构，所述回转台（2）转动式安装在支架台（1）的台面上方，在回转台（2）和支架台（1）之间设置有转台轴承（3），回转台（2）的中心处与中空转轴（4）的第一端连接，所述中空转轴（4）的第二端穿过支架台（1）的台面后与导电滑环（5）的转子连接，导电滑环（5）的外壳与所述支架台（1）固定连接，所述转台轴承（3）的外圈与回转台（2）固定连接，在转台轴承（3）的外圈的外圆面上形成有外齿圈，转台轴承（3）的内座圈与支架台（1）的台面固定连接，所述转台轴承（3）的外圈与公转驱动电机（7）输出轴上的驱动齿轮（8）通过外齿啮合，自转驱动电机（11）通过支承座（9）安装在回转台（2）上，在支承座（9）上横向架设有支承轴（10），自转驱动电机（11）位于支承座（9）一侧，用于安装被试轴承（100）并实现被试轴承（100）的自转运动，预紧力加载机构安装在支承轴（10）上，用于实现被试轴承（100）的轴向载荷的加载。

2.如权利要求1所述的一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述支承轴（10）中段外部套装有用于放置被试轴承（100）的安装套筒（12），所述安装套筒（12）一端通过驱动法兰（13）与自转驱动电机（11）的转子固定连接。

3.如权利要求2所述的一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述安装套筒（12）的中心孔的一端通过支承轴承Ⅱ（14）与支承轴（10）转动式连接，另一端通过被试轴承（100）与支承轴（10）转动式连接。

4.如权利要求1所述的一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述预紧力加载机构包括加载弹簧（21）、挡圈（22）和预紧螺母（23），所述加载弹簧（21）、挡圈（22）和预紧螺母（23）依次顺序套装在支承轴（10）上，其中加载弹簧（21）一端与被试轴承（100）的内圈接触，另一端与挡圈（22）一侧接触，预紧螺母（23）位于挡圈（22）另一侧，并旋拧在所述支承轴（10）的螺纹段。

5.如权利要求2所述的一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：还包括力矩传感器（30），所述力矩传感器（30）与支承轴（10）连接，所述力矩传感器（30）的测量头受到力矩作用，在测量仪上输出受到的扭矩。

6.如权利要求2所述的一种公自转耦合工况的轴承摩擦力矩试验台，其特征在于：所述安装套筒（12）的外壁上设置有惯性轮盘（15），所述惯性轮盘（15）为圆环状，且可沿安装套筒（12）的轴线方向进行位置调节。

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