CN219956895U - 一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，包括机架和试样，所述机架上设有加压机构；所述加压机构包括加载框以及压板，所述加载框滑动连接在机架上，所述机架上设有用于驱动加载框上下移动的升降驱动机构，压板与加载框之间设有力传感器；所述试样包括棒试样、滚珠、保持架、上锥套以及下锥套，所述滚珠具有多个并均匀设置在保持架外侧以及上锥套和下锥套内侧的位置；所述压板用于给试样中的上锥套施加压力。本实用新型优点是方便对滚动摩擦性能的测试，在测试过程中，能够调整试样所受压力，从而获得不同压力下滚珠的滚动摩擦性能参数，从而为获得滚珠的滚动摩擦性能提供更全面的数据支持。

Description

一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置

技术领域

本实用新型涉及摩擦性能测试设备技术领域，特别涉及一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置。

背景技术

在轴承的设计、制造中，轴承内钢球与轴承内外圈之间的摩擦性能以及疲劳寿命是一项重要参数，其对轴承的设计和制造起到至关重要的作用。目前，轴承制造厂家通常通过测试获得钢球的滚动摩擦性能以及疲劳寿命，在测试中，模拟轴承中钢珠在使用场景下的受力情况，以获得测试数据。

但是，现有技术中，对动摩擦性能进行测试的设备，往往不具备自动调整钢球所受压力的能力，必须在测试前设定好测试压力，如需要不同压力状态下的参数，需要多次测试，导致测试周期冗长。且现有技术往往只能检测滚珠的疲劳寿命，而对滚珠的力学参数很难进行测量，从而很难获得滚珠的动摩擦性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其优点是方便对滚动摩擦性能的测试，应用于滚动摩擦测试时，在测试过程中能够调整试样所受压力，从而获得不同压力下滚珠的滚动摩擦性能参数，从而为获得滚珠的滚动摩擦性能提供更全面的数据支持。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，包括机架和试样，所述机架上设有加压机构；

所述加压机构包括加载框以及压板，所述加载框滑动连接在机架上，所述机架上设有用于驱动加载框上下移动的升降驱动机构，所述压板设置在加载框上，压板与加载框之间设有力传感器；

所述试样包括棒试样、滚珠、保持架、上锥套以及下锥套，所述上锥套和下锥套相对设置，所述保持架设置在上锥套和下锥套内侧，所述棒试样设置在保持架内，所述滚珠具有多个并均匀设置在保持架外侧以及上锥套和下锥套内侧的位置；

所述压板用于给试样中的上锥套施加压力。

本实用新型进一步设置为，所述升降驱动机构包括滚珠丝杠以及第二电机，第二电机设置在机架上并通过同步带与滚珠丝杠连接，所述加载框与滚珠丝杠上移动副固定连接。

本实用新型进一步设置为，所述机架上位于加载框侧面的位置设有至少一个竖向的直线导轨，所述加载框滑动安装在该直线导轨上。

本实用新型进一步设置为，所述加载框和机架之间设有恒力弹簧，所述恒力弹簧给加载框施加一个向上的拉力。

本实用新型进一步设置为，所述加载框的底部连接有夹具，力传感器设置在加载框和夹具之间，压板连接在所述夹具上。

本实用新型进一步设置为，所述保持架的外侧设有与滚珠一一对应的定位孔，滚珠的部分容纳在定位孔中。

本实用新型进一步设置为，所述上锥套和下锥套的内侧为斜面，截面为锥形形状，上锥套和下锥套之间具有缝隙并且在受压时对通过内侧的斜面向滚珠施加压力。

综上所述，本实用新型的有益效果有：

1．本实用新型中，试样内的滚珠以及上锥套、下锥套模拟轴承，试样内的滚珠模拟轴承内滚珠的运动状态，测试过程中，通过压板对上锥套施加压力，改变试样内滚珠的受压状态，并且通过力传感器收集压力数据，从而为获得滚珠的滚动摩擦性能提供数据支持；

2．和现有技术的试验手段相比，本实用新型压板通过第二电机进行控制，可受控改变对滚珠的压力，从而易于自动控制滚珠的压力，有利于获得在不同压力状态下的滚动摩擦性能参数，且整个过程容易实现自动化以及无人值守状态；

3．本实用新型中的试样，通过给上锥套施加不同的压力，即可改变滚珠所受压力，从而有利于获得不同受力场景下的滚动摩擦参数。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中旋转驱动机构的示意图；

图3是本实用新型中试样架的示意图；

图4是本实用新型中加压机构的正视图；

图5是本实用新型中加压机构的立体图一；

图6是本实用新型中加压机构的立体图二；

图7是本实用新型中加压机构的立体图三；

图8是本实用新型中力传感器的安装位置示意图；

图9是本实用新型中试样与夹头的连接示意图；

图10是本实用新型中试样与压板之间的位置示意图；

图11是本实用新型中油循环系统的示意图。

图中，100、机架；101、调节脚座；200、试样；201、棒试样；202、滚珠；203、保持架；204、上锥套；205、下锥套；300、旋转驱动机构；301、第一电机；302、主轴；303、夹头；304、第一联轴器；305、第二联轴器；306、扭矩传感器；307、轴承座；308、锁定槽；400、加压机构；401、加载框；402、压板；403、力传感器；404、第二电机；405、滚珠丝杠；406、直线导轨；407、夹具；408、恒力弹簧；500、试样架；501、轴套；600、档杆；601、门型压块；700、油循环系统；701、上油箱；702、下油箱；703、第一滴油管；704、第二滴油管；705、油泵；706、回油管。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。需要说明的是，本实用新型中，“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不表明其具体顺序。

实施例：参考图1-11，一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，应用于滚动摩擦性能及疲劳寿命试验机中，滚动摩擦性能及疲劳寿命试验机包括机架100和试样200。需要说明的是，本实用新型中的机架100，作为机械设备的主要支撑结构，其不应当理解为某种具体的单一结构，根据需要，其在结构上可以拓展延伸，这些部分都应当理解为机架100的一部分。所述机架100的底部设有若干调节脚座101。用于调整机架100的水平度，使之在地面上平稳放置。

所述试样200包括棒试样201、滚珠202、保持架203、上锥套204以及下锥套205，所述上锥套204和下锥套205相对设置，所述保持架203设置在上锥套204和下锥套205内侧，所述棒试样201设置在保持架203内，所述滚珠202具有多个并均匀设置在保持架203外侧以及上锥套204和下锥套205内侧的位置。所述保持架203的外侧设有与滚珠202一一对应的定位孔，滚珠202的部分容纳在定位孔中；本实施例中，试样内滚珠202的数量为三个，对应的，保持架203外侧的孔也是三个。所述上锥套204和下锥套205的内侧为斜面，截面为锥形形状，上锥套204和下锥套205之间具有缝隙并且在受压时对通过内侧的斜面向滚珠202施加压力。

所述机架100上设有旋转驱动机构300、加压机构400以及试样架500。

所述旋转驱动机构300包括第一电机301、主轴302以及夹头303，第一电机301用于驱动主轴302转动，夹头303设置与主轴302的末端，第一电机301与主轴302之间设有扭矩传感器306。所述机架100上设有轴承座307，所述主轴302安装在轴承座307内；主轴302的竖立状态，夹头303设置在主轴302的顶端，主轴302从轴承座307内穿过，轴承座307对主轴302进行支撑。所述第一电机301的输出轴依次通过第一联轴器304、扭矩传感器306以及第二联轴器305与主轴302连接。第一联轴器304选择刚性联轴器，第二联轴器305直接与主轴302连接，宜选择精密度较高联轴器。第一电机301选择高速电机，其最高转速不低于8000rpm。第一电机301驱动主轴302转动时，扭矩传感器306实时检测第一电机301传递给主轴302的扭矩并输出。

夹头303采用机床夹头303，与主轴302固定连接并跟随主轴302转动。夹头303用于夹紧试样，具体的，用于夹紧试样中的棒试样201。

所述试样架500设置于夹头303的上方，试样架500中心处设有孔；试样架500用于对试样进行支撑，所述试样架500中的孔为台阶孔，试样放置在试样架500上时，上锥套204和下锥套205落在台阶孔内且下锥套205落在台阶孔内的台阶上。

所述试样架500的底部设有轴套501，所述轴套501安装在机架100上，所述试样架500的一侧设有开口，所述夹头303的一侧设有锁定槽308，轴套501上通过门型压块601压紧有档杆600，门型压块601通过螺钉安装在轴套501的端面上，拧紧螺钉时档杆600被压紧。档杆600用于伸入夹头303侧面的锁定槽308中对夹头303进行锁定，当需要对夹头303进行固定时（如在更换试样时），将档杆600伸入至锁定槽308中并压紧档杆600即可。而在测试时，需将档杆600移出。

所述加压机构400包括加载框401以及压板402，所述加载框401滑动连接在机架100上，所述机架100上设有用于驱动加载框401上下移动的升降驱动机构，所述加载框401上设有压板402，所述压板402位于夹头303的上方，压板402与加载框401之间设有力传感器403。所述升降驱动机构包括滚珠202丝杠以及第二电机404，第二电机404设置在机架100上并通过同步带与滚珠202丝杠连接，所述加载框401与滚珠202丝杠上移动副固定连接。所述机架100上位于加载框401侧面的位置设有至少一个竖向的直线导轨406，所述加载框401滑动安装在该直线导轨406上，通过直线导轨406，实现加载框401与机架100之间的滑动连接。滚珠202丝杠通过支架安装在机架100上，第二电机404通过同步带驱动滚珠202丝杠转动，从而带着加载框401上下移动。第二电机404选择伺服电机。

所述加载框401和机架100之间设有恒力弹簧408，所述恒力弹簧408给加载框401施加一个向上的拉力。该拉力等于或者近似等于加载框401以及压板402的自重，用于平衡加载框401和压板402的自重，从而减小滚珠202丝杠的受力，减小由滚珠202丝杠啮合间隙带来的位置控制误差。

需要说明的是，附图中加载框401的结构只是一种示例，加载框401的具体形式可以是圆形、矩形或框架型。其底部或与压板402直连，或通过其他转接件进行转接，均在本实用新型保护范围内。

所述加载框401的底部连接有夹具407，力传感器403设置在加载框401和夹具407之间，压板402连接在所述夹具407上。力传感器403用于检测加载框401作用在夹具407上的压力，该数值与滚珠202所受压力具有强相关关系。夹具407上具有两排金属簧板，所述压板402通过螺钉固定在金属簧板上，金属簧板具有弹性，因此夹具407夹紧压板402的同时，具有一定的抗冲击能力。压板402中部具有孔，供试样中的棒试样201穿过。

所述应用于滚动摩擦性能试验的加压装置工作时，试样位于夹头303和压板402之间，压板402下移并压住上锥套204给上锥套204施加压力。

本实用新型还包括油循环系统700，所述油循环系统700包括设置在机架100上的上油箱701和下油箱702，上油箱701连接有第一滴油管703，第一滴油管703的末端连接至试样的上方用于给试样滴入润滑油。在本实施例中，第一滴油管703的末端伸入至夹具407内。滴入试样中的润滑油，经过试样对试样内的滚珠202进行润滑，然后润滑油流入至试样架500（轴套501）内。试样架500内设有第二滴油管704连接至下油箱702；下油箱702通过回油管706以及油泵705连接至上油箱701，下油箱702内的润滑油通过油泵705和回油管706流至上油箱701。所述上油箱701底部的高度高于试样顶部的高度，所述下油箱702顶部的高度低于试样架500底部的高度；上油箱701内的润滑油无需动力可自流至试样，轴套501内润滑油可自流至下油箱702内。

力传感器403以及扭矩传感器306的数据由另设的计算机进行接收。测试时，通过程序控制第一电机301的转速以及第二电机404的动作，然后接收力传感器403以及扭矩传感器306，通过上述数据获得滚珠202的滚动摩擦性能以及疲劳寿命，整个测试过程可实现自动化以及无人值守。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，包括机架(100)和试样(200)，所述机架(100)上设有加压机构(400)；

所述加压机构(400)包括加载框(401)以及压板(402)，所述加载框(401)滑动连接在机架(100)上，所述机架(100)上设有用于驱动加载框(401)上下移动的升降驱动机构，所述压板(402)设置在加载框(401)上，压板(402)与加载框(401)之间设有力传感器(403)；

所述试样(200)包括棒试样(201)、滚珠(202)、保持架(203)、上锥套(204)以及下锥套(205)，所述上锥套(204)和下锥套(205)相对设置，所述保持架(203)设置在上锥套(204)和下锥套(205)内侧，所述棒试样(201)设置在保持架(203)内，所述滚珠(202)具有多个并均匀设置在保持架(203)外侧以及上锥套(204)和下锥套(205)内侧的位置；

所述压板(402)用于给试样中的上锥套(204)施加压力。

2.根据权利要求1所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括滚珠(202)丝杠以及第二电机(404)，第二电机(404)设置在机架(100)上并通过同步带与滚珠(202)丝杠连接，所述加载框(401)与滚珠(202)丝杠上移动副固定连接。

3.根据权利要求2所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述机架(100)上位于加载框(401)侧面的位置设有至少一个竖向的直线导轨(406)，所述加载框(401)滑动安装在该直线导轨(406)上。

4.根据权利要求3所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述加载框(401)和机架(100)之间设有恒力弹簧(408)，所述恒力弹簧(408)给加载框(401)施加一个向上的拉力。

5.根据权利要求4所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述加载框(401)的底部连接有夹具(407)，力传感器(403)设置在加载框(401)和夹具(407)之间，压板(402)连接在所述夹具(407)上。

6.根据权利要求1所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述保持架(203)的外侧设有与滚珠(202)一一对应的定位孔，滚珠(202)的部分容纳在定位孔中。

7.根据权利要求6所述的应用于滚动摩擦性能试验的加压装置，其特征在于，所述上锥套(204)和下锥套(205)的内侧为斜面，截面为锥形形状，上锥套(204)和下锥套(205)之间具有缝隙并且在受压时对通过内侧的斜面向滚珠(202)施加压力。