複合擺動式關節軸承試驗機的製作方法

2023-10-11 00:33:59 2

專利名稱：複合擺動式關節軸承試驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於測試軸承摩擦磨損特性的試驗設備，具體的說是涉及一種用 於測試關節軸承在複合擺動狀態下使用壽命的摩擦磨損試驗機。
背景技術：
近年來，隨著工業的飛速發展，很多行業特別是軍事、航空航天及尖端科技領域對 關節軸承的性能和可靠性要求更為嚴格，這就迫切需要研製出能綜合評價關節軸承各項性 能指標的試驗設備，以確保軸承產品的質量。由於關節軸承廣泛應用於各領域，決定了其工作工況複雜多變。同時，由於關節軸 承特有的幾何形狀和運動特性，現有的軸承摩擦磨損試驗機以單向旋轉運動和直線往復運 動為主，與關節軸承的實際工作工況有一定的差距。例如專利號為ZL200820058975. X的中 國發明專利說明書公開了一種高速徑嚮往復擺動的試驗機，這種試驗機通過電機帶動的偏 心搖杆裝置驅動軸承座高速的徑嚮往復擺動，同時通過槓桿機構加裝砝碼對軸承施加徑向 載荷以模擬實際工況。這種試驗機在測試關節軸承方面具有一定的缺陷，其擺動方向只有 繞軸承軸線的往復擺動，而沒有模擬關節軸承的外套在傾斜方向的擺動，更沒有出現繞軸 線和傾斜方向同時運動的複合擺動，因而不能完全模擬關節軸承的實際應用工況，其檢測 的數據較為片面，同時也不能很好的處理載荷和擺頻同時提高的矛盾，這些不足限制了試 驗機整體性能的提高。

發明內容
本發明的目的是提供一種複合擺動式關節軸承試驗機，以解決現有技術不能試 驗關節軸承外圈在傾斜方向擺動的缺陷。本發明複合擺動式關節軸承試驗機的技術方案是一種複合擺動式關節軸承試驗 機，包括用於與待測關節軸承內圈傳動連接的第一傳動軸、驅動第一傳動軸作往復旋轉擺 動的第一驅動機構，還包括用於夾持待測軸承外圈的軸承夾具，在所述軸承夾具上徑向傳 動連接有第二傳動軸，該第二傳動軸與第一傳動軸的軸線垂直相交，在第二傳動軸上傳動 連接有驅動其作往復旋轉擺動的第二驅動機構。在所述的軸承夾具上連接有用於對待測軸承施加載荷的液壓加載機構。所述的第二傳動軸通過脹緊器與軸承夾具傳動連接。在所述的各傳動軸上分別設置有扭矩傳感器。在所述軸承夾具中設置有溫度傳感器。所述的各驅動機構包括驅動電機，各驅動電機的輸出軸上分別徑向固定有一旋轉 盤，各旋轉盤上分別固定有一偏心連接銷，各傳動軸上分別徑向固定有一導杆，各導杆中分 別滑動裝配有一滑塊，所述的各滑塊與對應的偏心連接銷鉸接。在所述的旋轉盤上開設有兩個以上用於固定偏心連接銷的偏心孔，各偏心孔至旋 轉盤軸心的距離不等。
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所述的各驅動電機上分別連接有變頻控制器。本發明通過在軸承夾具上徑向的傳動連接第二傳動軸，從而可以帶動關節軸承的 外圈作徑向的傾斜擺動，其比現有技術來說，其不僅可以測試關節軸承的軸向擺動的摩擦 磨損性能，同時還可以測試關節軸承在徑向傾斜方向上擺動的摩擦磨損性能，更貼近關節 軸承的實際工作工況，使得測試的數據更加完善，對解決關節軸承在複合擺動狀態下的使 用壽命技術指標提供了充分的數據支持。


圖1為本發明複合擺動式關節軸承試驗機具體實施例的結構示意圖； 圖2為圖1中第二傳動軸與連接法蘭的連接結構示意圖3為圖1中液壓加載機構的連接結構示意圖； 圖4為圖1中驅動機構的結構示意圖。
具體實施例方式為本發明複合擺動式關節軸承試驗機的具體實施例如圖1至圖4所示，其包括一 個軸承夾具1，該軸承夾具1由兩個夾持組塊組合而成，將關節軸承2夾持在軸承夾具1的 中心，在軸承夾具1的一側沿關節軸承2的軸向通過軸承座7轉動裝配有用於與關節軸承 2的內套配合傳動的第一傳動軸3，第一傳動軸3上傳動連接有第一驅動機構，該第一驅動 機構包括第一驅動電機5，第一驅動電機5通過曲柄搖杆機構4與第一傳動軸3傳動連接， 在第一驅動電機5上連接有變頻控制器6。在第一傳動軸3上安裝有第一扭矩傳感器16。 該第一傳動軸3與待測的關節軸承2的內套軸向傳動連接，可以對關節軸承的軸向轉動性 能進行試驗。在軸承夾具1的徑向上通過軸承座12轉動裝配有第二傳動軸8，第二傳動軸8通 過一個連接法蘭21與軸承夾具1傳動連接，第二傳動軸8通過脹緊套22與該連接法蘭21 轉動連接裝配。在第二傳動軸8上傳動連接有第二驅動機構，該第二驅動機構包括第二驅 動電機10，第二驅動電機10上通過第二曲柄搖杆機構9傳動連接在第二傳動軸8上，在第 二傳動軸上設置有第二扭矩傳感器17。該第二傳動軸徑向的傳動連接在軸承夾具1上，同 時，軸心穿過軸承夾具1的中心，從而可以通過軸承夾具1帶動關節軸承的外套作徑向的傾 斜擺動，對關節軸承的傾斜摩擦性能進行試驗。兩傳動軸分別傳動連接的曲柄搖杆機構是參考了專利號為200920089171. 0所公 開的高頻大轉矩關節軸承摩擦磨損試驗機的擺動裝置，其包括一個徑向固定在驅動電機輸 出軸上的旋轉盤25，該旋轉盤25上偏心的固定有一個偏心連接銷24，在對應的傳動軸上徑 向的固定有一導杆26，在導杆26上沿其長度方向滑動裝配有一個滑塊23，該滑塊23與偏 心連接銷24鉸接。兩傳動軸3、8相互垂直，分別帶動待測關節軸承的內套和外套，在軸承夾具1相對 應第二傳動軸8的另一端還傳動連接有液壓加載機構15，該液壓加載機構包括一個液壓加 載缸17，該液壓加載缸17的活塞杆功過連接套與軸承夾具1連接，以便在試驗時對關節軸 承施加一個載荷，以模擬關節軸承的實際工況，同時採用液壓加載機構便於準確的調整加 載在關節軸承上的載荷力矩。在軸承夾具1中還設置有用於測量關節軸承溫度的溫度傳
4感器14，以便記錄關節軸承的摩擦溫度數據。兩扭矩傳感器16、17分別通過導線連接在計 算機13上，從而可以自動採集關節軸承各摩擦力矩的試驗數據。各旋轉盤25上可以分別 對應不同的半徑開設多個用於安裝偏心連接銷24的連接孔，使用時，可以通過改變偏心連 接銷24的位置來調節偏心連接銷24與旋轉盤25軸心的距離以改變對應傳動軸的擺動幅 度；各驅動電機採用變頻控制，可以準確的調整關節軸承試驗時的擺動頻率，其與液壓加載 機構結合，很好的解決了現有技術中載荷和擺頻同時提高的矛盾。 測試時將關節軸承2的內套穿裝在第一傳動軸3上，並用軸承夾具1夾緊軸承的 外套，預先設定液壓加載機構的液壓缸壓力、通過變頻器設定驅動電機所需的頻率、安裝用 於測量磨擦力矩以及摩擦溫度的各傳感器，並將分別安裝在兩傳動軸上的扭矩傳感器連接 在計算機13上，然後啟動兩驅動電機，即可在複合擺動條件下實現對關節軸承的摩擦磨損 性能測試。在其它條件不變的情況下，也可以僅啟動其中的一臺驅動電機，從而單獨的對關 節軸承在旋轉擺動條件下的摩擦磨損性能或傾斜擺動條件下摩擦磨損性能進行測試。
權利要求
一種複合擺動式關節軸承試驗機，包括用於與待測關節軸承內套傳動連接的第一傳動軸、驅動第一傳動軸作往復旋轉擺動的第一驅動機構，其特徵在於，還包括用於夾持待測軸承外套的軸承夾具，在所述軸承夾具上徑向傳動連接有第二傳動軸，該第二傳動軸與第一傳動軸的軸線垂直相交，在第二傳動軸上傳動連接有驅動其作往復旋轉擺動的第二驅動機構。
2.根據權利要求1所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，在所述的軸承夾 具上連接有用於對待測軸承施加載荷的液壓加載機構。
3.根據權利要求1所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，所述的第二傳動 軸通過脹緊器與軸承夾具傳動連接。
4.根據權利要求1所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，在所述的各傳動 軸上分別設置有扭矩傳感器。
5.根據權利要求1所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，在所述軸承夾具 中設置有溫度傳感器。
6.根據權利要求1或2或3所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，所述的各 驅動機構包括驅動電機，各驅動電機的輸出軸上分別徑向固定有一旋轉盤，各旋轉盤上分 別固定有一偏心連接銷，各傳動軸上分別徑向固定有一導杆，各導杆中分別滑動裝配有一 滑塊，所述的各滑塊與對應的偏心連接銷鉸接。
7.根據權利要求6所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，在所述的旋轉盤 上開設有兩個以上用於固定偏心連接銷的偏心孔，各偏心孔至旋轉盤軸心的距離不等。
8.根據權利要求6所述的複合擺動式關節軸承試驗機，其特徵在於，所述的各驅動電 機上分別連接有變頻控制器。
全文摘要
本發明公開了一種複合擺動式關節軸承試驗機，包括軸承夾具、與軸承夾具同軸心用於與待測關節軸承內套傳動連接的第一傳動軸、驅動第一傳動軸作往復旋轉擺動的第一驅動機構及用於對關節軸承施加徑向載荷的加載機構，在軸承夾具上徑向傳動連接有第二傳動軸，該第二傳動軸與第一傳動軸的軸線垂直相交於待測關節軸承的中心，在第二傳動軸上傳動連接有驅動其作往復旋轉擺動的第二驅動機構。本發明不僅可以測試關節軸承的軸向擺動的摩擦磨損性能，同時還可以測試關節軸承在徑向傾斜方向上擺動的摩擦磨損性能，更貼近關節軸承的實際工作工況，使得測試的數據更加完善，對解決關節軸承在複合擺動狀態下的使用壽命技術指標提供了充分的數據支持。
文檔編號G01M13/04GK101949773SQ20101027642
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者李迎春, 殷勇, 王國鋒, 邱明, 郜志倫, 陳龍 申請人:河南科技大學