CN102175369A - 低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置 - Google Patents

低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置。它包括一个支座和一对同型被测滚动轴承，所述一对同型号被测滚动轴承安装在一根轴的两端而放入一个套筒内，两端分别用左右端盖定好位固定在所述支座上，所述套筒的靠近被测滚动轴承处钻孔放入温度传感器以测定该轴承温度变化；所述轴的伸出端用两个紧定螺钉固定一个平衡轮，该紧定螺钉两端配以两个平衡螺母微调平衡轮的偏心，一根细绳绕过平衡轮而两端各吊挂一个托盘，当砝码放入该托盘中，平衡轮一旦转动，被测滚动轴承的启动摩擦力矩便可测得。本发明能有效控制一定的预紧力测试轴承在低温下不同径向载荷不同润滑剂下摩擦力矩的性能指标，其结构简单，制造成本低廉，操作方便，在苛刻的低温下能重复进行测试。

Description

低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置
技术领域
本发明涉及滚动接触轴承领域，具体为一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置。
背景技术
滚动轴承是一种支承旋转轴的组件，广泛应用在机械行业的各个领域内。摩擦力矩是轴承一项十分重要的性能指标，对于一些温度变化大的航天航空等设备上，轴承摩擦力矩的大小及波动性不仅影响***能量的传递，还影响着***信号传递的准确性。常温下摩擦力矩测试仪种类繁多，配有各种控制***，结构较为复杂，对其放置在苛刻的环境温度条件下进行试验，成本高昂，尤其测试低温下不同润滑剂对摩擦力矩影响等试验需要大量重复试验，温差变化反复易降低测试仪器精度，甚至损坏测试仪器。对此提出一种简易装置，实现苛刻低温环境温度下保证每次测量在相同的预紧力下可以改变径向载荷、不同的润滑剂对摩擦力矩影响性能进行反复试验分析。
发明内容
本发明的目的是在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置。实现低温环境温度下滚动轴承的启动摩擦力矩性能测试，为达到上述目的，本发明的构思是：
不考虑空气轴承等零摩擦但结构复杂的支撑***，被测轴承即用于支撑转轴，又作为唯一的负载，只有当转动力矩克服轴承的摩擦力矩，转轴才会转动，利用杠杆原理求得轴承的摩擦力矩。一些测试***往往要求轴承有一定的刚度，需要一定的预紧力，不同的预紧力会使摩擦力矩值不同，为此，每次测量都要保证相同大小的预紧力。因被测轴承是滚动轴承，摩擦力矩很小，其它接触处的摩擦要远远小于滚动轴承的摩擦力矩，对于测量中不可避免的***误差能有微调结构进行补偿，测得值更精确。轴承的温度变化能够准确的测量，但要尽可能避免混进杂质。
根据上述发明构思，通过如下技术方案达到发明目的：
一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括一个支座和一对同型
号被测滚动轴承，其特征在于所述一对同型号被测滚动轴承安装在一根轴的两端而放入一个套筒内，两端分别用左端盖,右端盖定好位固定在所述支座上，所述套筒的靠近被测滚动轴承处钻孔放入温度传感器以测定该轴承温度变化，所述轴的伸出端用两个紧定螺钉固定一个平衡轮，该紧定螺钉两端配以两个平衡螺母微调平衡轮的偏心，一根细绳绕过平衡轮而两端各吊挂一个托盘，当砝码放入该托盘中，平衡轮一旦转动，被测滚动轴承的启动摩擦力矩便可测得。
所述被测滚动轴承内圈与轴紧配合，外圈与套筒内圈松配合，便于拆卸而不破坏轴承精度，配合表面要求精磨，套筒内圈及轴的两配合面的同轴度要求高，保证两被测滚动轴承安装在同一直线上。
所述左端盖内有一个弹簧、一个弹簧座和一个内挡圈，弹簧一端在左端盖内底凹槽内，一端在弹簧座上，弹簧与左端盖内壁之间有间隙，弹簧的长度根据预紧力设定，弹簧座一端有锥度，通过内挡圈的导向槽发生点接触，将预紧力均匀施加在左端被测轴承上；右端盖端面精磨，用螺钉固定在套筒右端。
所述靠近被测滚动轴承，处钻孔放入温度传感器，钻孔不能与被测滚动轴承连通，尽可能防止灰尘，水蒸气进入轴承内部影响轴承润滑剂性能及摩擦力矩值；温度传感器外接数字显示器读取数值。
所述两端托盘可同时增加相同重量砝码施加径向载荷，平衡轮要尽可能靠近被测滚动轴承端，尽可能降低扭矩影响。
整个测试装置放置在一个冷控箱内，在降温及测试过程中，冷控箱始终打开，保证其降温要求，及时吸收空气中的水蒸气防止轴承冻结，在未达到轴承润滑剂凝固点时不会进入水蒸气影响测试。
本发明与现有技术相比较，具有如下显著的优点：
本发明结构简单，制造成本低廉，操作简单，可迅速实现降温，在苛刻的低温下对样品进行大量重复试验。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中带温度传感器的套筒结构示意图；
图3是本发明中轴和被测滚动轴承组合的结构示意图；
图4是本发明中左端盖弹簧预紧机构的结构示意图；
图5是本发明中调节平衡轮偏心的结构示意图；
图6是本发明中平衡轮的结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参图1，本低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括一个支座(2)和一对同型号被测滚动轴承(12)，其特征在于所述一对同型号被测滚动轴承(12)安装在一根轴(10)的两端而放入一个套筒(9)内，两端分别用左端盖(7)右端盖(13)定好位固定在所述支座 (2)上，所述套筒(9)的靠近被测滚动轴承(12)处钻孔放入温度传感器(3)以测定该轴承温度变化，所述轴(10)的伸出端用两个紧定螺钉(15)固定一个平衡轮(14)，该紧定螺钉(15)两端配以两个平衡螺母(16)微调平衡轮(14)的偏心，一根细绳绕过平衡轮(14)而两端各吊挂一个托盘(17)，当砝码(18)放入该托盘(17)中，平衡轮(14)一旦转动，被测滚动轴承(12)的启动摩擦力矩便可测得。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，更为具体详细结构如下：
本实施例是：参见图1，本低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括对环境温度进行控制的冷控箱(1)，参见图2，套筒钻孔至接近轴承处，将温度传感器PT100(3)粘贴在孔内，引线外接数字显示器，显示温度变化。参见图3，一对同型号测试滚动轴承(12)用配制的专用工装安装在所述轴(10)的两端，轴(10)与测试轴承(12)紧配合，轴肩对轴承定位，轴肩高度低于轴承内圈挡边尺寸。
上述装置放入套筒(9)内，测试轴承(12)外圈与所述套筒(9)内圈松配合，便于拆卸。将右端盖(13)用4个螺钉(8)紧固，右端盖(13)中心通孔，构成对所述转轴的悬臂式径向支承。参见图4，左端盖(7)内置凹槽，弹簧(6)一端在左端盖凹槽内，一端在弹簧座(5)上，弹簧(6)与左端盖内壁有间隙，弹簧的长度根据预紧力设定，弹簧座(5)另一端有锥度，通过内挡圈(4)的导向槽发生点接触，将预紧力均匀施加在左端被测轴承(12)上。拧紧左端盖上的4个螺钉(8)，可保证预紧力大小恒定，并均匀施加在被测轴承上。
上述装置装入支座(2)上，用螺钉(11)固定。参见图5和图6，在轴(10)的悬臂端安放平衡轮(14)，两个紧定螺钉(15)将平衡轮(14)固定在轴(10)上，用细绳将两相同质量托盘(17)悬吊在平衡轮(14)的两端，紧定螺钉(15)上各配以螺母(16)，微调螺母(16)位置保证紧定螺钉(15)水平平衡。整套装置放入环境温度冷控箱(1)内，用镊子将砝码(18)轻轻放入托盘(17)中，观测平衡轮(14)是否转动，转动后计算砝码(18)重力与平衡轮(14)半径之积为两轴承的摩擦力矩。

Claims (7)

1.一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，包括一个支座(2)和一对同型号被测滚动轴承(12)，其特征在于所述一对同型号被测滚动轴承(12)安装在一根轴(10)的两端而放入一个套筒(9)内，两端分别用左端盖(7)右端盖(13)定好位固定在所述支座 (2)上，所述套筒(9)的靠近被测滚动轴承(12)处钻孔放入温度传感器(3)以测定该轴承温度变化，所述轴(10)的伸出端用两个紧定螺钉(15)固定一个平衡轮(14)，该紧定螺钉(15)两端配以两个平衡螺母(16)微调平衡轮(14)的偏心，一根细绳绕过平衡轮(14)而两端各吊挂一个托盘(17)，当砝码(18)放入该托盘(17)中，平衡轮(14)一旦转动，被测滚动轴承(12)的启动摩擦力矩便可测得。
2.如权利要求1所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：所述被测滚动轴承(12)内圈与轴(10)紧配合，外圈与套筒(9)内圈松配合，便于拆卸而不破坏轴承精度，配合表面要求精磨，套筒(9)内圈及轴(10)的两配合面的同轴度要求高，保证两被测滚动轴承(12)安装在同一直线上。
3.如权利要求1和2所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：所述左端盖(7)内有一个弹簧(6)、一个弹簧座(5)和一个内挡圈(4)，弹簧(6)一端在左端盖(7)内底凹槽内，一端在弹簧座(5)上，弹簧(6)与左端盖(7)内壁之间有间隙，弹簧(6)的长度根据预紧力设定，弹簧座(5)一端有锥度，通过内挡圈(4)的导向槽发生点接触，将预紧力均匀施加在左端被测轴承(12)上；右端盖(13)端面精磨，用螺钉固定在套筒(9)右端。
4. 如权利要求1所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：所述靠近被测滚动轴承(12)，处钻孔放入温度传感器(3)，钻孔不能与被测滚动轴承(12)连通，尽可能防止灰尘，水蒸气进入轴承内部影响轴承润滑剂性能及摩擦力矩值；温度传感器(3)外接数字显示器读取数值。
5.如权利要求1所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：应保证两个紧定螺钉(15)在同一水平位置。
6.如权利要求1所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：所述两端托盘(17)可同时增加相同重量砝码施加径向载荷，平衡轮(14)要尽可能靠近被测滚动轴承(12)端，尽可能降低扭矩影响。
7.如权力要求1，2，3，4，5，6所述所述的低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，其特征是：整个测试装置放置在一个冷控箱(1)内，在降温及测试过程中，冷控箱(1)始终打开，保证其降温要求，及时吸收空气中的水蒸气防止轴承冻结，在未达到轴承润滑剂凝固点时不会进入水蒸气影响测试。
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