專利名稱：一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軸承的摩擦力矩測(cè)量?jī)x器，具體的說(shuō)是一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)
量裝置。
背景技術(shù)：
軸承摩擦力矩分為啟動(dòng)摩擦動(dòng)力矩和動(dòng)態(tài)摩擦力矩，啟動(dòng)摩擦動(dòng)力矩是指軸承由靜止到轉(zhuǎn)動(dòng)所要克服的阻力矩，動(dòng)態(tài)摩擦力矩是反映軸承在某一轉(zhuǎn)速下所受到的阻力矩的大小和波動(dòng)情況；因此，軸承動(dòng)態(tài)摩擦力矩的好壞，在很大程度上代表了軸承動(dòng)態(tài)性能的好壞和軸承質(zhì)量的高低。軸承摩擦力矩測(cè)量技術(shù)的研究目的是研究如何合理評(píng)定，準(zhǔn)確測(cè)量軸承的摩擦性能，為改進(jìn)軸承設(shè)計(jì)參數(shù)、改進(jìn)加工工藝和分析軸承摩擦力矩的影響因素提供一個(gè)可靠的依據(jù)，從而提高軸承質(zhì)量，提高主軸精度，滿足使用單位對(duì)軸承摩擦性能的技術(shù)要求。為此，有關(guān)解決測(cè)量軸承摩擦力矩和測(cè)量裝置應(yīng)運(yùn)而生。專利號(hào)200610052086. 8 “軸承微負(fù)荷、不同轉(zhuǎn)速摩擦力矩測(cè)量及測(cè)量?jī)x”，只提供
一種在微量徑向負(fù)荷和不同轉(zhuǎn)速下測(cè)量軸承摩擦力矩的簡(jiǎn)單方法。此測(cè)量?jī)x不能測(cè)量在不同軸向負(fù)荷、不同轉(zhuǎn)速下軸承的摩擦力矩。專利號(hào)200720091651. 1“一種陀螺電機(jī)軸連軸承摩擦力矩測(cè)試裝置”，此裝置只能測(cè)試小負(fù)荷的特種軸連軸承，且測(cè)量范圍小，僅能用加載環(huán)對(duì)軸連軸承加ION以下的軸向載荷，并且無(wú)法測(cè)定在大的軸向載荷和高速條件下的動(dòng)態(tài)摩擦力矩。目前市場(chǎng)上使用的軸承摩擦力矩測(cè)量裝置中，如洛陽(yáng)軸承研究所研制的M9908A、 M695型和PM9906型軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x都是采用立式結(jié)構(gòu)，即驅(qū)動(dòng)主軸垂直布置，驅(qū)動(dòng)被測(cè)軸承內(nèi)圈水平轉(zhuǎn)動(dòng)。而實(shí)際生產(chǎn)中大多數(shù)裝置、設(shè)備的軸承都是在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，顯然上述軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x的立式結(jié)構(gòu)所測(cè)得軸承摩擦力矩?cái)?shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)全面的反映被測(cè)軸承的實(shí)際工況。同時(shí)，市場(chǎng)上使用的軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x的主軸都采用皮帶傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng),這種驅(qū)動(dòng)方式會(huì)對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生偏載，由此產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)對(duì)被測(cè)軸承摩擦力矩測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有軸承摩擦力矩測(cè)量裝置使用、測(cè)量范圍小等局限性，本實(shí)用新型提供了 一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括力傳感器、速度傳感器、數(shù)字顯示儀、數(shù)據(jù)采集卡和顯示器，其中，速度傳感器設(shè)置在主軸上，并與數(shù)字顯示儀連接，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置在PC機(jī)主板中，數(shù)據(jù)采集卡的輸入端通過(guò)應(yīng)變儀與力傳感器連接，PC機(jī)主板的輸出端與顯示器連接，所述的主軸水平設(shè)置，中部通過(guò)左角接觸球軸承和右角接觸球軸承分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在左軸承座和右軸承座內(nèi)，主軸的一端設(shè)有軸承更換套，另一端通過(guò)彈性聯(lián)軸器與電機(jī)主軸連接；軸承更換套內(nèi)設(shè)有被測(cè)軸承，被測(cè)軸承的內(nèi)圈設(shè)有傳力轉(zhuǎn)盤(pán)，且被測(cè)軸承的內(nèi)圈與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)為緊配合連接，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有傳力桿，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)傳力桿與力傳感器連接；還設(shè)有軸向加載裝置和徑向加載裝置，其中，軸向加載裝置的載荷輸出球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)的盤(pán)面中心垂直點(diǎn)接觸，徑向加載裝置的載荷輸出端與軸承更換套的外周面相互壓緊對(duì)滾所述的主軸上裝配的左角接觸球軸承和右角接觸球軸承，它們對(duì)主軸進(jìn)行軸向和徑向支撐。所述的軸向加載裝置和徑向加載裝置，由加載杠桿和砝碼塊組成，通過(guò)在加載杠桿的一端加載砝碼塊，使加載杠桿的另一端的輸出球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)或軸承更換套接觸，從而完成對(duì)被測(cè)軸承的載荷加載。有益效果1、本實(shí)用新型裝置采用臥式結(jié)構(gòu)，電機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸驅(qū)動(dòng)被測(cè)軸承的外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，能更貼切的模擬軸承的實(shí)際工況，避免了主軸帶傳動(dòng)方式產(chǎn)生的主軸偏載振動(dòng)問(wèn)題；2、以往的測(cè)試裝置，只能軸向加載或徑向加載，而本實(shí)用新型裝置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向上的加載，從而能更好的模擬實(shí)際工況，可以測(cè)量不同大小載荷下的摩擦力矩，力口載精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)；3、本實(shí)用新型裝置可以測(cè)試不同軸承的摩擦力矩，深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承等，測(cè)試范圍廣；4、該測(cè)試裝置具有良好的穩(wěn)定性，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，能正確的反映被測(cè)軸承的摩擦性能，為分析軸承力矩的影響因素和改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)及加工工藝提供了可靠的依據(jù)。

圖I為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的徑向加載裝置的右視圖；附圖標(biāo)記1、軸向加載裝置，2、力傳感器，3、傳力轉(zhuǎn)盤(pán)，4、被測(cè)軸承，5、軸承更換套，6、徑向加載裝置，7、左軸承座，8、左角接觸球軸承，9、主軸，10、速度傳感器，11、右軸承座，12、右角接觸球軸承，13、彈性聯(lián)軸器，14、電機(jī)主軸；601、滾動(dòng)軸承，602、螺母，603、軸，604、箱體，605、銷軸，606、加載杠桿，607、砝碼塊。
具體實(shí)施方式
如圖所示，一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括力傳感器2、速度傳感器10、數(shù)字顯示儀、數(shù)據(jù)采集卡和顯示器，其中，速度傳感器10設(shè)置在主軸9上，并與數(shù)字顯示儀連接，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置在PC機(jī)主板中，數(shù)據(jù)采集卡的輸入端通過(guò)應(yīng)變儀與力傳感器2連接，PC機(jī)主板的輸出端與顯示器連接，所述的主軸9水平設(shè)置，中部通過(guò)左角接觸球軸承8和右角接觸球軸承12分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在左軸承座7和右軸承座11內(nèi)，主軸9的一端設(shè)有軸承更換套5，另一端通過(guò)彈性聯(lián)軸器13與電機(jī)主軸14連接；軸承更換套5內(nèi)設(shè)有被測(cè)軸承4，被測(cè)軸承4的內(nèi)圈設(shè)有傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3，且被測(cè)軸承4的內(nèi)圈與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3為緊配合連接，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3上設(shè)有傳力桿，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3通過(guò)傳力桿與力傳感器2連接；還設(shè)有軸向加載裝置I和徑向加載裝置6，其中，軸向加載裝置I的載荷輸出球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3的盤(pán)面中心垂直點(diǎn)接觸，徑向加載裝置6的載荷輸 出端與軸承更換套5的外周面相互壓緊對(duì)滾。 在主軸9上裝配的一對(duì)左角接觸球軸承8和右角接觸球軸承12，它們對(duì)主軸9進(jìn)行軸向和徑向支撐，在主軸9上裝有測(cè)試主軸轉(zhuǎn)速的速度傳感器10，主軸9水平放置，在主軸9的一端安裝有軸承更換套5，主軸9和軸承更換套5通過(guò)螺紋連接，被測(cè)軸承4裝在軸承更換套5內(nèi)，主軸9直接驅(qū)動(dòng)被測(cè)軸承4外圈轉(zhuǎn)動(dòng)；傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3安裝在被測(cè)軸承4的內(nèi)圈，電機(jī)主軸14通過(guò)彈性聯(lián)軸器13與另一端主軸9相連接來(lái)驅(qū)動(dòng)軸承更換套5轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)為直流無(wú)級(jí)變速電機(jī)；軸向載荷由軸向加載裝置I通過(guò)傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3加載，徑向載荷由徑向加載裝置6加載，如圖2所示，一對(duì)滾動(dòng)軸承601通過(guò)螺栓安裝在箱體604上，軸向定位通過(guò)螺栓、螺母 602擰緊，且與軸承更換套5對(duì)滾，通過(guò)加載杠桿606和砝碼塊607對(duì)軸承更換套5進(jìn)行徑向加載，這種加載方式更有利于對(duì)心，即加載時(shí)不容易加偏。主軸9驅(qū)動(dòng)被測(cè)軸承4的外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，在被測(cè)軸承4內(nèi)、外圈之間摩擦力矩的作用下，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3通過(guò)傳力桿壓迫力傳感2， 將被測(cè)軸承4內(nèi)、外圈之間的摩擦力矩轉(zhuǎn)變?yōu)榱鞲衅?的力信號(hào)，力信號(hào)被傳送到數(shù)據(jù)采集卡，然后通過(guò)處理將力傳感器2的力信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的摩擦力矩，并顯示在顯示器上。具體測(cè)量方法是被測(cè)軸承4裝在軸承更換套5內(nèi)，分別通過(guò)軸向加載裝置I和徑向加載裝置6對(duì)被測(cè)軸承4進(jìn)行軸向和徑向加載載荷，電機(jī)主軸14通過(guò)彈性聯(lián)軸器13驅(qū)動(dòng)主軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)軸承更換套5驅(qū)動(dòng)被測(cè)軸承4外圈隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)；在被測(cè)軸承4內(nèi)、 外圈之間摩擦力矩的作用下，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3通過(guò)傳力桿壓迫力傳感器2，力傳感器2將被測(cè)軸承4內(nèi)、外圈之間的摩擦力矩轉(zhuǎn)變?yōu)榱π盘?hào)傳送到數(shù)據(jù)采集卡，然后通過(guò)處理將力傳感器2 的力信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的摩擦力矩，并顯示在顯示器上；當(dāng)需要加載徑向載荷時(shí)，在徑向加載裝置6中加載杠桿的一端加載破碼塊,使加載杠桿的另一端受向上負(fù)載,一對(duì)加載滾動(dòng)軸承601的外圈與軸承更換套5的外周面滾動(dòng)壓緊配合，加載滾動(dòng)軸承601的外圈壓緊在軸承更換套5的外周面上通過(guò)軸承更換套5為被測(cè)軸承4提供徑向載荷，加載滾動(dòng)軸承601 的外圈可隨軸承更換套5滾動(dòng)，減小加載滾動(dòng)軸承601的外圈對(duì)軸承更換套5的摩擦力，從而完成徑向載荷加載；當(dāng)需要加載軸向載荷時(shí)，在軸向加載裝置I中加載杠桿的一端加載砝碼塊，使加載杠桿的另一端的球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)3點(diǎn)接觸，產(chǎn)生水平作用力，從而完成載荷加載，通過(guò)力臂計(jì)算，可以分別求得所加載荷的軸向載荷值和徑向載荷值。
權(quán)利要求1. 一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括力傳感器(2)、速度傳感器(10)、數(shù)字顯示儀、數(shù)據(jù)采集卡和顯示器，其中，速度傳感器(10)設(shè)置在主軸(9)上，并與數(shù)字顯示儀連接，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置在PC機(jī)主板中，數(shù)據(jù)采集卡的輸入端通過(guò)應(yīng)變儀與力傳感器(2)連接，PC機(jī)主板的輸出端與顯示器連接，其特征是所述的主軸(9)水平設(shè)置，中部通過(guò)左角接觸球軸承(8)和右角接觸球軸承(12 )分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在左軸承座(7 )和右軸承座(11)內(nèi)，主軸(9 )的一端設(shè)有軸承更換套(5)，另一端通過(guò)彈性聯(lián)軸器(13)與電機(jī)主軸(14)連接；軸承更換套(5)內(nèi)設(shè)有被測(cè)軸承(4)，被測(cè)軸承(4)的內(nèi)圈設(shè)有傳力轉(zhuǎn)盤(pán)(3)，且被測(cè)軸承(4)的內(nèi)圈與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)(3)為緊配合連接，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)(3)上設(shè)有傳力桿，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)(3)通過(guò)傳力桿與力傳感器(2)連接；還設(shè)有軸向加載裝置(I)和徑向加載裝置(6)，其中，軸向加載裝置(I)的載荷輸出球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)(3)的盤(pán)面中心垂直點(diǎn)接觸，徑向加載裝置(6)的載荷輸出端與軸承更換套(5)的外周面相互壓緊對(duì)滾。
專利摘要一種臥式軸承摩擦力矩測(cè)量裝置，速度傳感器設(shè)置在主軸上，轉(zhuǎn)速通過(guò)數(shù)字顯示儀讀出，數(shù)據(jù)采集卡的輸入端通過(guò)應(yīng)變儀與力傳感器連接，數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)裝于PC機(jī)主板中，主板與顯示器連接，主軸水平設(shè)置，一端設(shè)有軸承更換套，另一端與電機(jī)主軸連接；被測(cè)軸承設(shè)置在軸承更換套內(nèi)，其內(nèi)圈設(shè)有傳力轉(zhuǎn)盤(pán)，傳力轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)傳力桿與力傳感器連接；軸向加載裝置的載荷輸出球頭與傳力轉(zhuǎn)盤(pán)的盤(pán)面垂直點(diǎn)接觸，徑向加載裝置的載荷輸出端與軸承更換套的外周面相互壓緊對(duì)滾。本實(shí)用新型采用臥式結(jié)構(gòu)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向上的加載，能更貼切的模擬軸承的實(shí)際工況，避免了主軸帶傳動(dòng)方式產(chǎn)生的主軸偏載振動(dòng)問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01L3/00GK202362101SQ20112052218
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者劉綱強(qiáng), 杜輝, 楊伯原, 潘隆, 蘇冰, 郭軍 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)