專(zhuān)利名稱(chēng)：一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸承摩擦力測(cè)量裝置，涉及一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
滾動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域的各個(gè)方面，其運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性與使用壽命的長(zhǎng)短直接影響它的性能，而滾動(dòng)軸承的摩擦力矩是影響其靈活性和壽命的重要指標(biāo)。軸承摩擦力矩過(guò)大，不僅會(huì)增加功率的損耗，同時(shí)還會(huì)引起工作溫度的上升，如果溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油劣質(zhì)化，降低其潤(rùn)滑作用，引起磨損加劇，破壞工作環(huán)境，甚至可能會(huì)造成滾動(dòng)接觸表面燒傷，最終損壞軸承。軸承的摩擦力矩是由多種不同摩擦因素構(gòu)成在一起的阻力矩，是軸承的一個(gè)重要性能指標(biāo)。在眾多的摩擦因素當(dāng)中，各個(gè)因素對(duì)摩擦力矩的影響方式、改變大小以及變化趨勢(shì)是不同的。但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，軸承承受載荷的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化和工作溫度的升高是三種主要和影響方式。基于此，測(cè)量軸承在改變上述三種外界摩擦因素情況下的摩擦力矩，對(duì)于研究軸承性能的好壞，以及改良軸承的設(shè)計(jì)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，能夠改變軸承的承受載荷、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以及軸承工作的環(huán)境溫度三種外界因素，并檢測(cè)獲得相應(yīng)的滾動(dòng)軸承摩擦力矩變化情況。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，包括交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的下端設(shè)有交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸下端設(shè)有傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪，傳送帶連接交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪；傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸與支撐座、滾動(dòng)軸承、升溫器同軸安裝，滾動(dòng)軸承安裝在支撐座與升溫器之間，升溫器內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承外徑緊密連接，升溫器上設(shè)有加放砝碼的平臺(tái)或凹槽；升溫器上還設(shè)有與溫控裝置，滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈之間還設(shè)有與力傳感器相連接的柔性線。所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在保持架上，保持架固定在檢測(cè)臺(tái)下板面上，檢測(cè)臺(tái)上板面與檢測(cè)臺(tái)下板面固定連接，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸固定在檢測(cè)臺(tái)上板面上。所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)還與交流伺服電機(jī)控制器相連接。所述的支撐座與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸通過(guò)四周螺栓固定連接，支撐座的支撐座軸徑還與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈緊密結(jié)合在一起。所述的升溫器通過(guò)階梯臺(tái)將升溫器內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承外徑緊密連接，階梯臺(tái)的四周設(shè)有串聯(lián)的加熱電阻。所述的力傳感器設(shè)置有高度調(diào)節(jié)螺栓，高度調(diào)節(jié)螺栓旋入與旋出改變力傳感器測(cè)量的高度，力傳感器下方還設(shè)有左右調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)左右調(diào)節(jié)塊改變力傳感器左右的測(cè)量位置，獲得不同的測(cè)量角度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，可以任意改變?nèi)N外界因素中的任何一種或者兩種因素，而不影響其他因素對(duì)軸承摩擦力矩的變化。支撐座與傳動(dòng)軸承的連接可以隨時(shí)調(diào)整其與傳動(dòng)軸承的同軸度，有利于檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。升溫器可以充分給滾動(dòng)軸承加熱，但其與上下連接部件接觸面積較少，可以減少熱量的散失。力傳感器與滾動(dòng)軸承是通過(guò)柔性細(xì)線連接的，可以降低儀器振動(dòng)帶來(lái)的測(cè)量誤差，同時(shí)，柔性細(xì)線是沿著升溫器的切線方向?qū)⒘鬟f給力傳感器的，因此，當(dāng)升溫器旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，所測(cè)得的數(shù)據(jù)依然是準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為支撐座、滾動(dòng)軸承、升溫器同軸安裝示意圖3為升溫器剖面圖4為升溫器俯視圖5為支撐座剖面其中1、檢測(cè)臺(tái)下板面；2、保持架；3、交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪；4、傳送帶；5、傳動(dòng)
轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪；6、傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸；7、交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)；8、力傳感器；9、支撐座；10、砝碼；11、 升溫器；12、檢測(cè)臺(tái)上板面；13、加熱電阻；14、螺栓；15、滾動(dòng)軸承。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，可以任意改變?nèi)N外界因素中的任何一種或者兩種因素，而不影響其他因素對(duì)軸承摩擦力矩的變化。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。參見(jiàn)圖I 圖5,—種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置,包括交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的下端設(shè)有交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪3，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6下端設(shè)有傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪5，傳送帶4連接交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪3和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪5 ;交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7被驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)調(diào)節(jié)的交流伺服電機(jī)控制器來(lái)獲得電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7下端的交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪3通過(guò)傳送帶4將轉(zhuǎn)速傳遞給傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪5，由傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪5帶動(dòng)傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)；所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7固定在保持架2上，保持架2固定在檢測(cè)臺(tái)下板面I 上，檢測(cè)臺(tái)上板面12與檢測(cè)臺(tái)下板面I固定連接，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6固定在檢測(cè)臺(tái)上板面12上； 具體的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6分別設(shè)置在檢測(cè)臺(tái)下板面I的兩側(cè)。參見(jiàn)圖2，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6與支撐座9、滾動(dòng)軸承15、升溫器11同軸安裝，滾動(dòng)軸承15 安裝在支撐座9與升溫器11之間，升溫器11的內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承15的外徑緊密連接，升溫器 11上設(shè)有加放砝碼10的平臺(tái)或凹槽；升溫器11上還設(shè)有溫控裝置，滾動(dòng)軸承15的內(nèi)外圈之間還設(shè)有與力傳感器8相連接的柔性線。力傳感器8通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)相連接。具體的支撐座9與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6是通過(guò)四周螺栓固定在一起的，并達(dá)到同軸的裝配； 支撐座9通過(guò)螺栓14旋入支撐座軸徑，將支撐座與滾動(dòng)軸承15內(nèi)圈緊密結(jié)合在一起；升溫器11通過(guò)階梯臺(tái)與滾動(dòng)軸承15外圈結(jié)合在一起，階梯臺(tái)的四周安裝有二十個(gè)同徑的加熱電阻，電阻串聯(lián)在一起與溫控裝置連接在一起控制對(duì)滾動(dòng)軸承15加熱的溫度；升溫器11上端通過(guò)凹槽將砝碼10放入其中，調(diào)節(jié)滾動(dòng)軸承15上加載的力的大小。由于升溫器和軸承外圈是緊密聯(lián)系在一起的，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)安裝在支撐座9同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，并將轉(zhuǎn)速傳遞給待測(cè)量滾動(dòng)軸承15的內(nèi)圈，使其同步旋轉(zhuǎn)；內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)外圈和升溫器一起轉(zhuǎn)動(dòng)。柔性細(xì)線穿過(guò)升溫器的孔(參見(jiàn)圖4所示的升溫器的俯視圖)，然后連接力傳感器的測(cè)量端也即升溫器與力傳感器通過(guò)柔性細(xì)線切向連接，將測(cè)量的力傳遞給力傳感器。所述力傳感器設(shè)置有調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓旋入與旋出改變力傳感器測(cè)量的高度，同時(shí)，力傳感器下方的支撐塊，可以改變力傳感器左右的測(cè)量位置，以獲得不同的測(cè)量角度。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下，摩擦力矩是不變的，改變傳感器的位置獲得不同的測(cè)量角度，以便于測(cè)量方便。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以隨時(shí)通過(guò)升溫器11調(diào)節(jié)滾動(dòng)軸承加熱的溫度、通過(guò)砝碼10的增減變化調(diào)節(jié)滾動(dòng)軸承加載力的變化、通過(guò)控制交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)7獲得不同的轉(zhuǎn)速。柔性細(xì)線與升溫器切向連接，并將實(shí)驗(yàn)時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩傳遞給力傳感器8。計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集板將測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果，記錄并處理。具體的檢測(cè)過(guò)程如下I)首先對(duì)力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，得到應(yīng)變信號(hào)與摩擦力的關(guān)系；2)測(cè)試前，將交流伺服電機(jī)的控制器設(shè)置一個(gè)合理的參數(shù)，根據(jù)要求設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速(比如50r/min)，并將控制器調(diào)至監(jiān)視模式，以便隨時(shí)觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在支撐座的上端安裝上被測(cè)試的滾動(dòng)軸承，并用螺栓將軸承內(nèi)圈與支撐座緊密結(jié)合在一起。然后，把升溫器安放在滾動(dòng)軸承上面并用力壓緊。用柔性細(xì)線將力傳感器與升溫器連接起來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集板將力傳感器接入計(jì)算機(jī)，調(diào)整升溫器的角度，使力傳感器獲得穩(wěn)定信號(hào)；3)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在升溫器的上端放入砝碼，來(lái)獲得需要的軸向壓力；調(diào)節(jié)溫控裝置，加熱升溫器以達(dá)到溫度的要求；啟動(dòng)交流伺服電機(jī),傳送帶穩(wěn)定地將轉(zhuǎn)速傳遞給傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸，使其帶動(dòng)被測(cè)試軸承內(nèi)圈穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。待傳感器獲得的數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)，記錄數(shù)據(jù)。在檢測(cè)過(guò)程中，可以隨時(shí)改變軸承承受的載荷、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度以及工作的溫度。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，包括交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸￠)，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)的下端設(shè)有交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪(3)，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(6)下端設(shè)有傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪(5)，傳送帶(4)連接交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪(3)和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪(5);傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(6)與支撐座(9)、滾動(dòng)軸承(15)、升溫器(11)同軸安裝，滾動(dòng)軸承(15)安裝在支撐座(9)與升溫器(11)之間，升溫器(11)的內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承(15)的外徑緊密連接，升溫器(11)上設(shè)有加放砝碼(10)的平臺(tái)或凹槽；升溫器(11)上還設(shè)有溫控裝置，滾動(dòng)軸承(15)的內(nèi)外圈之間還設(shè)有與力傳感器(8)相連接的柔性線。
2.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)固定在保持架(2)上，保持架(2)固定在檢測(cè)臺(tái)下板面(I)上，檢測(cè)臺(tái)上板面(12)與檢測(cè)臺(tái)下板面(I)固定連接，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸￠)固定在檢測(cè)臺(tái)上板面上。
3.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)還與交流伺服電機(jī)控制器相連接。
4.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述的支撐座(9)與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(6)通過(guò)四周螺栓固定連接，支撐座(9)的支撐座軸徑還與滾動(dòng)軸承(15)內(nèi)圈緊密結(jié)合在一起。
5.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述的升溫器(11) 通過(guò)階梯臺(tái)將升溫器內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承外徑緊密連接，階梯臺(tái)的四周設(shè)有串聯(lián)的加熱電阻。
6.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述的力傳感器設(shè)置有高度調(diào)節(jié)螺栓，高度調(diào)節(jié)螺栓旋入與旋出改變力傳感器測(cè)量的高度；力傳感器下方還設(shè)有左右調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)左右調(diào)節(jié)塊改變力傳感器左右的測(cè)量位置，獲得不同的測(cè)量角度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，包括交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的下端設(shè)有交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸下端設(shè)有傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪，傳送帶連接交流伺服電機(jī)傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)齒輪；傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸與支撐座、滾動(dòng)軸承、升溫器同軸安裝，滾動(dòng)軸承安裝在支撐座與升溫器之間，升溫器內(nèi)徑與滾動(dòng)軸承外徑緊密連接，升溫器上設(shè)有加放砝碼的平臺(tái)或凹槽；升溫器上還設(shè)有與溫控裝置，滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈之間還設(shè)有與力傳感器相連接的柔性線。本發(fā)明提供的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，可以任意改變?nèi)N外界因素中的任何一種或者兩種因素，而不影響其他因素對(duì)軸承摩擦力矩的變化。
文檔編號(hào)G01L3/00GK102607749SQ20121008029
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者刁東風(fēng), 遲延飛 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)