CN215865819U - 一种滑动轴承极限pv值试验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种滑动轴承极限PV值试验器，包括主轴和试样装具，主轴的一端连接电机，主轴的另一端外周套装有对偶轴套，对偶轴套外周套装试样装具，对偶轴套与试样装具之间设置有用于待测滑动轴承插入的环形间隔，待测滑动轴承外周与试样装具过盈配合，待测滑动轴承与对偶轴套间隙配合且两者对磨，试样装具通过第一传动机构连接第一拉力传感器，主轴转动驱动试样装具转动，使第一拉力传感器获取试样装具转动产生的拉力，并计算得出摩擦系数。通过力矩结构检测试样装具产生的拉力，进而换算得出滑动轴承运转过程中的摩擦系数，消除了各组件间隙配合造成的系统误差与共振波动，有效提升检测精确度。

Description

一种滑动轴承极限PV值试验器

技术领域

本实用新型涉及滑动轴承领域，特别是涉及一种滑动轴承极限PV值试验器。

背景技术

高分子滑动轴承广泛应用于多种技术领域，为了保证滑动轴承的稳定运行，需要对其极限PV值进行检测，即轴承许用范围的最高值，其定义为在一定线速度(v)下，轴承能承受压强(P)的极限值，或在一定压强(P)下，轴承能承受滑动线速度(v)的极限值。

可以通过滑动轴承PV值试验机，对极限PV值进行检测，在滑动轴承工作过程中，滑动轴承与对偶轴套间的摩擦系数及温度状态是评价轴承PV值的核心指标。因此对于提高摩擦系数与温度两个关键因素的测量精度是优化PV值试验设备性能的关键所在。

现有的试验设备中对于PV值测试中的轴承材料摩擦系数数据采集是通过在驱动电机和主轴之间安装扭矩传感器，进行扭矩的采集并计算得到。但受到设备整体装配精度、台架共振效应及驱动电机与传动支持轴承自身运转扭矩的影响，使得设备测得的轴承运转摩擦系数往往偏大且波动性明显，特别对于自身运转摩擦系数较小的紧密高分子滑动轴承，难以精准测量，最终导致难以实现对轴承材料PV值的精准评判。进一步地，现有设备中对轴承摩擦副运转温度数据是通过温度传感器测试轴承试样的壁面温度，但高分子材料存在热导系数低这一固有属性，使得设备所采集得到的温度数据往往滞后于摩擦副对磨面间实际运转温度。

因此如何提供一种稳定精确的滑动轴承极限PV值试验器是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种滑动轴承极限PV值试验器，通过力矩结构检测试样装具产生的拉力，换算得出滑动轴承运转过程中的摩擦系数，消除了各组件间隙配合造成的系统误差与共振波动，提升测试精确度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种滑动轴承极限PV值试验器，包括主轴和试样装具，所述主轴的一端连接电机，所述主轴的另一端外周套装有对偶轴套，所述对偶轴套外周套装所述试样装具，所述对偶轴套与所述试样装具之间设置有用于待测滑动轴承插入的环形间隔，所述待测滑动轴承外周与所述试样装具过盈配合，所述待测滑动轴承与所述对偶轴套间隙配合且两者对磨，所述试样装具通过第一传动机构连接第一拉力传感器，所述主轴转动驱动所述试样装具转动，使所述第一拉力传感器获取所述试样装具转动产生的拉力，并计算得出摩擦系数。

优选地，所述试样装具包括套装于所述待测滑动轴承的内环和套装于所述内环的外环，所述内环和所述外环之间设置有滚动轴承，所述内环连接所述第一传动机构，所述外环通过第二传动机构连接第二拉力传感器及外力施加机构。

优选地，所述主轴水平设置，所述第一传动机构包括第一定位件和第一连杆，所述第一定位件的一端连接所述内环的前端面，所述第一定位件的另一端水平延伸并铰接所述第一连杆的下端，所述第一连杆的上端连接所述第一拉力传感器。

优选地，所述第二传动机构包括第二连杆和万向头，所述外力施加机构包括杠杆、支撑所述杠杆的支座和连接所述杠杆一端的砝码钩盘，所述杠杆的另一端连接所述第二连杆的上端，所述第二连杆的下端连接所述万向头，所述万向头连接所述第二拉力传感器，所述第二拉力传感器连接所述外环上侧面，所述杠杆靠近所述第二连杆的一端连接有平衡配重杆。

优选地，还包括平台和设置于所述平台中部的支撑轴承座，所述主轴穿过所述支撑轴承座，所述电机安装于所述平台的一端，所述支座安装于所述支撑轴承座上侧面，所述支撑轴承座上侧面还安装有用于吊装所述第一拉力传感器的吊装板。

优选地，所述平台的另一端安装有开口向上的试验箱，所述试样装具位于所述试验箱内。

优选地，所述试验箱内设置有限位板，所述限位板与所述外环后端面相抵。

优选地，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器的两端通过联轴器分别连接所述电机和所述主轴。

优选地，所述对偶轴套前端面设置有轴向延伸的测温孔，所述测温孔内安装有热电偶传感器。

优选地，热电偶传感器通过导电滑环连接温度记录仪。

本实用新型提供一种滑动轴承极限PV值试验器，包括主轴和试样装具，主轴的一端连接电机，主轴的另一端外周套装有对偶轴套，对偶轴套外周套装试样装具，对偶轴套与试样装具之间设置有用于待测滑动轴承插入的环形间隔，待测滑动轴承外周与试样装具过盈配合，待测滑动轴承与对偶轴套间隙配合且两者对磨，试样装具通过第一传动机构连接第一拉力传感器，主轴转动驱动试样装具转动，使第一拉力传感器获取试样装具转动产生的拉力，并计算得出摩擦系数。

检测过程中，将待测滑动轴承套装在对偶轴套上，在待测滑动轴承外套装试样装具，待测滑动轴承外周与试样装具过盈配合，待测滑动轴承与对偶轴套间隙配合，电机驱动主轴转动，使套装在主轴上的对偶轴套转动与待测滑动轴承对磨，待测滑动轴承带动试样装具转动，通过第一传动机构将试样装具的转动转换为直线运动，并通过第一拉力传感器检测拉力数值，拉力值通过力矩换算公式得到滑动轴承转动过程中的摩擦力，然后可以由软件计算得出摩擦系数，后续通过各参数得出此待测滑动轴承的PV极限值，完成性能检测。

通过力矩结构检测试样装具产生的拉力，进而换算得出滑动轴承运转过程中的摩擦系数，消除了各组件间隙配合造成的系统误差与共振波动，更直接地反馈PV值测试运转过程中高分子轴承摩擦性能表现，特别是对摩擦系数较小的精密高分子轴承PV值测量精确性大幅度提升，有效提升试验器检测精度。

附图说明

图1为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式的主视示意图；

图2为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式的侧视示意图；

图3为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中试样装具的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中第一定位件的结构示意图；

图5为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中第二定位件的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中对偶轴套的结构示意图。

其中，1、主轴；2、试样装具；2-1、内环；2-2、外环；2-3、滚动轴承；3、电机；4、对偶轴套；4-1、测温孔；5、待测滑动轴承；6、第一传动机构；6-1、第一定位件；6-2、第一连杆；6-3、吊装板；7、第一拉力传感器；8、第二传动机构；8-1、第二连杆；8-2、万向头；8-3、紧固螺母；9、第二拉力传感器；10、外力施加机构；10-1、支座；10-2、杠杆；10-3、砝码钩盘；10-4、平衡配重杆；11、平台；12、支撑轴承座；13、试验箱；14、限位板；14-1、安装板；14-2、第二定位板；15、扭矩传感器；16、联轴器；17、热电偶传感器；18、导电滑环；19、温度记录仪。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种滑动轴承极限PV值试验器，通过力矩结构检测试样装具产生的拉力，换算得出滑动轴承运转过程中的摩擦系数，消除了各组件间隙配合造成的系统误差与共振波动，提升测试精确度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式的主视示意图；图2为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式的侧视示意图。

本实用新型具体实施方式提供一种滑动轴承极限PV值试验器，包括主轴1、电机3、对偶轴套4和试样装具2，主轴1的一端连接电机3，主轴1的另一端外周套装对偶轴套4，对偶轴套4外周套装试样装具2，对偶轴套4与试样装具2之间设置有环形间隔，测试时待测滑动轴承5插入环形间隔内，待测滑动轴承5外周与试样装具2过盈配合，待测滑动轴承5与对偶轴套4间隙配合且两者对磨，试样装具2通过第一传动机构6连接第一拉力传感器7，主轴1转动驱动试样装具2转动，使第一拉力传感器7获取试样装具2转动产生的拉力，并计算得出摩擦系数。

检测过程中，将待测滑动轴承5套装在对偶轴套4上，在待测滑动轴承5外套装试样装具2，待测滑动轴承5外周与试样装具2过盈配合，待测滑动轴承5与对偶轴套4间隙配合，电机3驱动主轴1转动，使套装在主轴1上的对偶轴套4转动与待测滑动轴承5对磨，待测滑动轴承5带动试样装具2转动，通过第一传动机构6将试样装具2的转动转换为直线运动，并通过第一拉力传感器7检测拉力数值，拉力数值通过力矩换算公式得到滑动轴承转动过程中的摩擦力，然后可以由软件计算得出摩擦系数，后续通过各参数得出此待测滑动轴承5的PV极限值，完成性能检测。

其中，力矩换算公式为：

F₁×R＝F₂×L

式中，F₁为摩擦力，单位N；R为滑动轴承半径，单位mm；F₂为拉力传感器力值，单位N；L为传动机构力臂长度，单位mm。

通过力矩结构检测试样装具2产生的拉力，进而换算得出滑动轴承运转过程中的摩擦系数，消除了各组件间隙配合造成的系统误差与共振波动，更直接地反馈PV值测试运转过程中高分子轴承摩擦性能表现，特别是对摩擦系数较小的精密高分子轴承材料PV值值评价的精确性大幅度提升，有效提升检测精确度。

请参考图3至图5，图3为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中试样装具的结构示意图；图4为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中第一定位件的结构示意图；图5为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中第二定位件的结构示意图。

进一步地，试样装具2包括内环2-1、外环2-2以及设置于两者之间的滚动轴承2-3，其中内环2-1套装于待测滑动轴承5外周，两者过盈配合，外环2-2套装于内环2-1外周，检测过程中外环2-2固定不动，内环2-1自由转动，并通过滚动轴承2-3保证内环2-1的转动不受外环2-2影响，滚动轴承2-3可以采用陶瓷滚珠轴承，具有良好的性能，当然也可采用其他类型的轴承。内环2-1连接第一传动机构6，外环2-2通过第二传动机构8连接第二拉力传感器9及外力施加机构10，通过外力施加机构10向外环2-2施加拉力，即为滑动轴承的测试过程中提供需要的压力。

具体地，主轴1水平设置，第一传动机构6包括第一定位件6-1和第一连杆6-2，第一定位件6-1为与内环2-1端面尺寸匹配的环形件，环形件的侧面设置有水平延伸的传动杆，环形件固定连接内环2-1的前端面，即远离电机3的一端，传动杆铰接第一连杆6-2的下端，第一连杆6-2的上端连接第一拉力传感器7。优选地，还可在环形件的另一侧设置同样的传动杆，为了使环形件与内环2-1稳定连接，可以在两者上对应设置多个连接孔，通过螺栓连接两者，多个连接孔围绕中心均匀布置。

第二传动机构8包括第二连杆8-1和万向头8-2，外力施加机构10包括杠杆10-2、支撑杠杆10-2的支座10-1和连接杠杆10-2一端的砝码钩盘10-3，其中，支座10-1稳定放置并支撑杠杆10-2，杠杆10-2的一端连接砝码钩盘10-3，杠杆10-2的另一端连接第二连杆8-1的上端，第二连杆8-1的下端连接万向头8-2，万向头8-2连接第二拉力传感器9，第二拉力传感器9连接外环2-2上侧面，还可杠杆10-2此端连接有平衡配重杆10-4。具体地，第二连杆8-1上端穿过杠杆10-2端部，并通过紧固螺母8-3连接。当然也可采用其他类型的传动机构，均在本实用新型的保护范围之内。

具体工作过程为：通过向砝码钩盘10-3上添加砝码，压下杠杆10-2的一端，抬起杠杆10-2的另一端，进而抬起第二连杆8-1、万向头8-2、第二拉力传感器9和外环2-2，通过万向头8-2保证向上抬起时提供的力保持竖直向上，进而提供精确稳定的拉力，通过第二拉力传感器9即可获取拉力的准确数值，进一步地，通过增加或减少砝码的数量，即可改变施加于待测滑动轴承5的压力，进而实现对待测滑动轴承5受到比压P的精确稳定控制，在一定线速度v下，变化压强P，检测可承受压强P的极限值。且伺服电机连接编码器及外部PLC等，实现主轴1旋转线速度的精确控制，可以在压强P一定的情况下，变化线速度v，检测可承受线速度v的极限值。

主轴1顺时针转动过程中，待测滑动轴承5与对偶轴套4摩擦副之间摩擦力的作用下，使装载待测滑动轴承5的内环2-1转动，进而带动第一定位件6-1转动，拉动第一连杆6-2向下移动，并通过位置固定的第一拉力传感器7获取相应拉力数值。

在本实用新型具体实施方式提供的滑动轴承极限PV值试验器中，为了各部件的稳定放置，还设置有平台11和安装在平台11中部的支撑轴承座12，主轴1穿过支撑轴承座12，为主轴1提供稳定支撑，电机3安装于平台11的一端，支座10-1安装于支撑轴承座12上侧面，杠杆10-2连接支座10-1的同时向前伸出，位于对偶轴套4的上方，同时支撑轴承座12上侧面还安装有用于吊装第一拉力传感器7的吊装板6-3。

进一步地，为了满足液体介质润滑工况试验的需求，在平台11的另一端安装有开口向上的试验箱13，使主轴1的端部由试验箱13的侧壁穿过伸入试验箱13内，并使对偶轴套4及试样装具2也位于试验箱13内，并由试验箱13的上端开口实现待测滑动轴承5的更换安装，并有效防止飞溅。

还可在试验箱13内设置限位板14，限位板14与外环2-2后端面相抵，防止试验过程中产生向后的位移而影响检测精确度。具体地，限位板14包括安装于试验箱13后侧板的前侧面的安装板14-1和吊装于所述安装板14-1下方的第二定位件14-2，第二定位件14-2包括尺寸与外环2-2匹配的环形板，环形板的两侧设置连接安装板14-1的两个L型板，进一步地，还可在环形板和外环2-2后端面对应位置设置连接孔，通过螺栓或销钉连接。或调整限位板14的连接方式，可以使限位板14与支撑轴承座12固定连接。

还可设置扭矩传感器15，扭矩传感器15的两端通过联轴器16分别连接电机3和主轴1。由软件计算出扭矩和摩擦系数并与扭矩传感器15读出扭矩所计算的摩擦系数相互验证，保证实验数据的准确性。

请参考图6，图6为本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器的一种具体实施方式中对偶轴套的结构示意图。

在上述各具体实施方式提供的滑动轴承极限PV值试验器的基础上，另外，摩擦副表面温度也是评价轴承PV值的关键因素，因此还需要检测滑动轴承与对偶轴承4在转动状态下的对偶面温度。具体地，对偶轴套4前端面设置有轴向延伸的测温孔4-1，测温孔4-1内安装有热电偶传感器17。进一步地，对偶轴套4采取锥孔螺纹紧固配合方式固定在主轴1上，与主轴1同步旋转，测温孔4-1直径为3mm，深度为39mm，或根据情况调整尺寸数值。实现对转动状态下对偶轴套4的测温，消除了因高分子材料热传导系数低而引起的测试误差，提升了测试设备的精确性。同时由于对偶轴套4处于旋转状态，为了传输数据，热电偶传感器17可以通过无线传输信号。优选地，也可设置导电滑环18，实现热电偶传感器17在旋转状态下的有线信号传输，并连接温度记录仪19，实时采集记录温度变化。

以上对本实用新型所提供的滑动轴承极限PV值试验器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，包括主轴(1)和试样装具(2)，所述主轴(1)的一端连接电机(3)，所述主轴(1)的另一端外周套装有对偶轴套(4)，所述对偶轴套(4)外周套装所述试样装具(2)，所述对偶轴套(4)与所述试样装具(2)之间设置有用于待测滑动轴承(5)插入的环形间隔，所述待测滑动轴承(5)外周与所述试样装具(2)过盈配合，所述待测滑动轴承(5)与所述对偶轴套(4)间隙配合且两者对磨，所述试样装具(2)通过第一传动机构(6)连接第一拉力传感器(7)，所述主轴(1)转动驱动所述试样装具(2)转动，使所述第一拉力传感器(7)获取所述试样装具(2)转动产生的拉力，并计算得出摩擦系数。

2.根据权利要求1所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述试样装具(2)包括套装于所述待测滑动轴承(5)的内环(2-1)和套装于所述内环(2-1)的外环(2-2)，所述内环(2-1)和所述外环(2-2)之间设置有滚动轴承(2-3)，所述内环(2-1)连接所述第一传动机构(6)，所述外环(2-2)通过第二传动机构(8)连接第二拉力传感器(9)及外力施加机构(10)。

3.根据权利要求2所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述主轴(1)水平设置，所述第一传动机构(6)包括第一定位件(6-1)和第一连杆(6-2)，所述第一定位件(6-1)的一端连接所述内环(2-1)的前端面，所述第一定位件(6-1)的另一端水平延伸并铰接所述第一连杆(6-2)的下端，所述第一连杆(6-2)的上端连接所述第一拉力传感器(7)。

4.根据权利要求3所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述第二传动机构(8)包括第二连杆(8-1)和万向头(8-2)，所述外力施加机构(10)包括杠杆(10-2)、支撑所述杠杆(10-2)的支座(10-1)和连接所述杠杆(10-2)一端的砝码钩盘(10-3)，所述杠杆(10-2)的另一端连接所述第二连杆(8-1)的上端，所述第二连杆(8-1)的下端连接所述万向头(8-2)，所述万向头(8-2)连接所述第二拉力传感器(9)，所述第二拉力传感器(9)连接所述外环(2-2)上侧面，所述杠杆(10-2)靠近所述第二连杆(8-1)的一端连接有平衡配重杆(10-4)。

5.根据权利要求4所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，还包括平台(11)和设置于所述平台(11)中部的支撑轴承座(12)，所述主轴(1)穿过所述支撑轴承座(12)，所述电机(3)安装于所述平台(11)的一端，所述支座(10-1)安装于所述支撑轴承座(12)上侧面，所述支撑轴承座(12)上侧面还安装有用于吊装所述第一拉力传感器(7)的吊装板(6-3)。

6.根据权利要求5所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述平台(11)的另一端安装有开口向上的试验箱(13)，所述试样装具(2)位于所述试验箱(13)内。

7.根据权利要求6所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述试验箱(13)内设置有限位板(14)，所述限位板(14)与所述外环(2-2)后端面相抵。

8.根据权利要求1所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，还包括扭矩传感器(15)，所述扭矩传感器(15)的两端通过联轴器(16)分别连接所述电机(3)和所述主轴(1)。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，所述对偶轴套(4)前端面设置有轴向延伸的测温孔(4-1)，所述测温孔(4-1)内安装有热电偶传感器(17)。

10.根据权利要求9所述的滑动轴承极限PV值试验器，其特征在于，热电偶传感器(17)通过导电滑环(18)连接温度记录仪(19)。

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