CN106644795A - 轴瓦磨粒磨损测试试验机 - Google Patents

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曹均
尹忠慰
李虎林
高庚员
高超
崔宇清
王新波
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Abstract

本发明提供了一种轴瓦磨粒磨损测试试验机，其由伺服电机提供试验转速，由扭矩传感器测量输出扭矩和实验轴工作扭矩，并计算试验轴瓦与试验主轴的摩擦系数。试验轴瓦安装在轴瓦夹具中，轴瓦夹具定位在试验主轴和滚动轴承上。在滚动轴承上安装加载环，加载环通过拉力传感器检测液压缸加载。由离心泵和管道将磨粒溶液从水箱中打入轴瓦夹具流道进而到达轴瓦和实验主轴摩擦副中。温度、载荷、转速和摩擦系数由数据采集仪器存档记录。本发明可以快速检测不同润滑介质、不同磨粒浓度、不同磨粒大小、不同载荷下试验轴瓦与试验主轴之间的摩擦系数、温度、可快速考察轴瓦在不同磨粒下的嵌入性能。

Description

轴瓦磨粒磨损测试试验机
技术领域
本发明涉及轴瓦试验机技术，具体地，涉及一种轴瓦磨粒磨损测试试验机，尤其是一种轴瓦润滑与摩擦磨损特性试验机。
背景技术
轴瓦广泛应用在汽车、船舶、航空航天、核电等工业场合，是工业应用中最广泛、最为重要的零件之一。本发明一种轴瓦磨粒磨损测试试验机能够快速检测轴瓦在不同润滑介质下轴瓦摩擦系数、轴瓦温度，可测量轴瓦在不同加载载荷和转速下的润滑特性，可检测轴瓦在不同磨粒、不同浓度的嵌入性。试验机可满足不同试验工况测试要求。
目前市场轴瓦试验机仅针对摩擦磨损特性试验，而磨粒磨损试验机尚未有任何资料查询，不能进行不同磨粒颗粒大小、磨粒浓度进行润滑试验和轴瓦嵌入性试验。本发明不仅能兼顾一般试验机测量摩擦磨损检测性能，还能检测磨粒磨损、轴瓦嵌入性试验。本发明填补了磨粒磨损试验检测空白。
发明内容
针对现有技术中的空白，本发明的目的是提供一种轴瓦磨粒磨损测试试验机。
本发明中由伺服电机提供试验转速，由扭矩传感器测量输出扭矩和实验轴工作扭矩，并计算试验轴瓦与试验主轴的摩擦系数。试验轴瓦安装在轴瓦夹具中，轴瓦夹具定位在试验主轴和滚动轴承上。在滚动轴承上安装加载环，加载环通过拉力传感器检测液压缸加载。由离心泵和管道将磨粒溶液打入轴瓦夹具流道进而到达轴瓦和实验主轴摩擦副中。温度、载荷、转速和摩擦系数由数据采集仪器存档记录。
根据本发明提供的一种轴瓦磨粒磨损测试试验机，包括机座1、伺服电机2、第一联轴器3、扭矩传感器4、第二联轴器5、第一支撑座6、第一滚动轴承7、试验主轴8、液压缸9、拉力传感器10、加载环11、第二滚动轴承12、温度传感器13、第二支撑座14、管道15、试验轴瓦16、第三滚动轴承17、数据采集仪器18、离心泵19、轴瓦夹具20、水箱21；
机座1上紧固连接有伺服电机2、第一支撑座6、第二支撑座14；
伺服电机2输出轴通过第一联轴器3与扭矩传感器4一端连接，扭矩传感器4另一端通过第二联轴器5与试验主轴8连接；
试验主轴8通过第一滚动轴承7、第三滚动轴承17分别安装在第一支撑座6、第二支撑座14上；
试验轴瓦16安装在轴瓦夹具20中，轴瓦夹具20定位安装在试验主轴8和第二滚动轴承12上；
温度传感器13安装在轴瓦夹具20中；
加载环11定位安装在第二滚动轴承12上，再与拉力传感器10联结，拉力传感器10与液压缸9联结；
离心泵19通过管道15与轴瓦夹具20联结，通过离心泵19将水箱21中的磨粒溶液打进轴瓦夹具20内部流道中；
数据采集仪器18通过引线分别连接扭矩传感器4、拉力传感器10、温度传感器13。
优选地，所述试验轴瓦16与试验主轴8构成摩擦副；试验主轴8相对试验轴瓦16做相对转动运动，磨粒溶液经过离心泵19通过管道15进入轴瓦夹具20内部流道进入摩擦副中，进行磨粒磨损试验。
优选地，轴瓦夹具20包括两半夹具，分别记为上半夹具26、下半夹具22；
由螺栓通过两半夹具上的螺栓孔27将两半夹具连接；
上半夹具26、下半夹具22均设置有内部流道23，离心泵19将水箱21中磨粒溶液打进内部流道23中，进而到达试验轴瓦16与试验主轴8所形成摩擦副表面。
优选地，试验轴瓦16为安装在轴瓦夹具20中的半瓦。
优选地，通过液压缸9运动将拉力传递到加载环11上，通过加载环11提升或者下压带动第二滚动轴承12提升或者下压，从而使得轴瓦夹具20相对试验主轴8获得拉力。
优选地，液压缸9一端安装有拉力传感器10，轴瓦夹具20中安装有温度传感器13。
优选地，所述拉力传感器10用于液压缸9加载力测量；
所述温度传感器13用于对试验轴瓦16瓦背温度的测量；
所述扭矩传感器4用于伺服电机2输出扭矩测量，和试验主轴8扭矩测量；
数据采集仪器18用于采集扭矩传感器4、拉力传感器10、温度传感器13数据并记录存档。
优选地，根据扭矩传感器4测定的伺服电机2输出扭矩和试验主轴8的工作扭矩，计算出试验轴瓦16与试验主轴8的摩擦系数。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果；
1、本发明可迅速测量轴瓦在不同磨粒颗粒大小、不同浓度的磨粒条件下摩擦润滑情况，可检测轴瓦嵌入性能，可测量轴瓦工作时的摩擦系数，工作温升情况，可测量轴瓦在不同加载载荷和转速下的润滑特性；
2、本实验设备结构紧凑占用空间较小；
3、数据采集仪器采集摩擦系数、温度、压力数据并能存档；
4、本发明填补轴瓦磨粒磨损试验设备空白，试验条件空白，为轴瓦磨粒磨损，嵌入性能评价提供参考。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理图；
图3为本发明的轴瓦夹具的结构示意图。
图3中，上半夹具26完整显示，与此同时，将下半夹具22的部分隐去，以清楚地显示内部流道23的结构。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的轴瓦磨粒磨损测试试验机，包括机座1、伺服电机2、第一联轴器3、扭矩传感器4、第二联轴器5、第一支撑座6、第一滚动轴承7、试验主轴8、液压缸9、拉力传感器10、加载环11、第二滚动轴承12、温度传感器13、第二支撑座14、管道15、试验轴瓦16、第三滚动轴承17、数据采集仪器18、离心泵19、轴瓦夹具20、水箱21。
伺服电机2输出轴通过第一联轴器3与扭矩传感器4一端连接，扭矩传感器4另一端通过第二联轴器5与试验主轴8连接；
试验主轴8通过第一滚动轴承7、第三滚动轴承17分别支撑在第一支撑座6、第二支撑座14上；
试验轴瓦16安装在轴瓦夹具20中，轴瓦夹具20定位安装在试验主轴8和第二滚动轴承12上；
加载环11定位安装在第二滚动轴承12上，加载环11与拉力传感器10联结，再与液压缸9联结；
离心泵19通过管道15与轴瓦夹具20联结，通过离心泵19将水箱21中的磨粒溶液打进轴瓦夹具20流道中；
扭矩传感器4、温度传感器13、拉力传感器10的引线与数据采集仪器18连接；
根据扭矩传感器4计算伺服电机2输出扭矩和试验主轴8工作扭矩，进而计算试验轴瓦16在不同工况条件下摩擦系数；
根据温度传感器13测量轴瓦16工作时瓦背温度，温度传感器13安装在轴瓦夹具20中，引线从轴瓦夹具的传感器引线孔25中引出；
根据拉力传感器10测量液压缸9加载载荷；
数据采集仪器连接温度传感器13、拉力传感器10、扭矩传感器4；
试验轴瓦16为半瓦，安装在轴瓦夹具20中；
如图3所示，轴瓦夹具20包括两半夹具，分别记为上半夹具26、下半夹具22；由螺栓通过两半夹具上的螺栓孔27将两半夹具连接；轴瓦夹具20加工内部流道23使得磨粒溶液通过达到试验轴瓦16与试验主轴8工作面，温度传感器13引线从轴瓦夹具20中引出；上半夹具26和/或下半夹具22设置有轴瓦定位槽24，且设置有传感器引线孔25。
本发明的工作原理为：试验前，将温度传感器13安装在轴瓦夹具20上，将拉力传感器10安装在加载环11上，将温度传感器13、拉力传感器10、扭矩传感器4引线连接到数据采集仪器18上。将实验主轴8安装在第一支撑座6和第二支撑座14上。将试验轴瓦16安装在轴瓦夹具20中，将上下两半轴瓦夹具用螺栓连接；将轴瓦模具20安装在试验主轴8上，将滚动轴承12安装在轴瓦夹具20上，将加载环11安装在滚动轴承12上。将磨粒混合溶液加入水箱21，将离心泵19一端接入轴瓦夹具20内流道接口。检查安装和接口是否正确后接通电源，开启离心泵19，开启伺服电机2，启动试验转速，利用液压缸9进行加载，通过伺服电机2、液压缸9进行不同转速、不同载荷磨粒磨损试验。通过采集仪器18记录温度数据，摩擦系数数据。结束数据采集后，关停离心泵19，伺服电机2，关闭液压缸9加载，关闭电源。当进行不同浓度和不同载荷，转速实验时，试样方法相同。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，包括机座(1)、伺服电机(2)、第一联轴器(3)、扭矩传感器(4)、第二联轴器(5)、第一支撑座(6)、第一滚动轴承(7)、试验主轴(8)、液压缸(9)、拉力传感器(10)、加载环(11)、第二滚动轴承(12)、温度传感器(13)、第二支撑座(14)、管道(15)、试验轴瓦(16)、第三滚动轴承(17)、数据采集仪器(18)、离心泵(19)、轴瓦夹具(20)、水箱(21)；
机座(1)上紧固连接有伺服电机(2)、第一支撑座(6)、第二支撑座(14)；
伺服电机(2)输出轴通过第一联轴器(3)与扭矩传感器(4)一端连接，扭矩传感器(4)另一端通过第二联轴器(5)与试验主轴(8)连接；
试验主轴(8)通过第一滚动轴承(7)、第三滚动轴承(17)分别安装在第一支撑座(6)、第二支撑座(14)上；
试验轴瓦(16)安装在轴瓦夹具(20)中，轴瓦夹具(20)定位安装在试验主轴(8)和第二滚动轴承(12)上；
温度传感器(13)安装在轴瓦夹具(20)中；
加载环(11)定位安装在第二滚动轴承(12)上，再与拉力传感器(10)联结，拉力传感器(10)与液压缸(9)联结；
离心泵(19)通过管道(15)与轴瓦夹具(20)联结，通过离心泵(19)将水箱(21)中的磨粒溶液打进轴瓦夹具(20)内部流道中；
数据采集仪器(18)通过引线分别连接扭矩传感器(4)、拉力传感器(10)、温度传感器(13)。
2.根据权利要求1所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，所述试验轴瓦(16)与试验主轴(8)构成摩擦副；试验主轴(8)相对试验轴瓦(16)做相对转动运动，磨粒溶液经过离心泵(19)通过管道(15)进入轴瓦夹具(20)内部流道进入摩擦副中，进行磨粒磨损试验。
3.根据权利要求2所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，
轴瓦夹具(20)包括两半夹具，分别记为上半夹具(26)、下半夹具(22)；
由螺栓通过两半夹具上的螺栓孔(27)将两半夹具连接；
上半夹具(26)、下半夹具(22)均设置有内部流道(23)，离心泵(19)将水箱(21)中磨粒溶液打进内部流道(23)中，进而到达试验轴瓦(16)与试验主轴(8)所形成摩擦副表面。
4.根据权利要求3所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，试验轴瓦(16)为安装在轴瓦夹具(20)中的半瓦。
5.根据权利要求1所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，通过液压缸(9)运动将拉力传递到加载环(11)上，通过加载环(11)提升或者下压带动第二滚动轴承(12)提升或者下压，从而使得轴瓦夹具(20)相对试验主轴(8)获得拉力。
6.根据权利要求1所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，液压缸(9)一端安装有拉力传感器(10)，轴瓦夹具(20)中安装有温度传感器(13)。
7.根据权利要求1所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，所述拉力传感器(10)用于液压缸(9)加载力测量；
所述温度传感器(13)用于对试验轴瓦(16)瓦背温度的测量；
所述扭矩传感器(4)用于伺服电机(2)输出扭矩测量，和试验主轴(8)扭矩测量；
数据采集仪器(18)用于采集扭矩传感器(4)、拉力传感器(10)、温度传感器(13)数据并记录存档。
8.根据权利要求1所述的轴瓦磨粒磨损测试试验机，其特征在于，根据扭矩传感器(4)测定的伺服电机(2)输出扭矩和试验主轴的工作扭矩，计算出试验轴瓦(16)与试验主轴(8)的摩擦系数。
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