专利名称：在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在径向施以中、重载荷条件下测试滑动轴承摩擦力矩的测量装 置，属于轴承摩擦力矩测量领域。
背景技术：
近年来，由于工业和科技发展的需要，对应用于各前沿领域的各类轴承的摩擦力 矩的研究受到越来越多的关注。许多文献报道了通过理论分析计算轴承摩擦力矩的方法和 结果。然而为获得更实际和准确的数据则要求在不同载荷、温度、转速和润滑条件下实测轴 承的摩擦力矩，以便预估轴承的寿命和工作效率，判断轴承的缺陷和运行状态，建立高可靠 性、高工效、高精度轴承的设计依据。但由于轴承本身的减摩作用，其内摩擦力远小于所受 载荷，同时测试时不可避免地要受到径向载荷的干涉，所以测试该类受载轴承的摩擦力矩 非常困难。故迄今的实验研究多局限于受轴向载荷的滚动轴承。而对于主要承受径向载荷 的滑动轴承，未见到准确的摩擦力矩测试装置。由于滑动轴承在中、重载荷条件下要承受巨 大的载荷量，在实验条件下不易原尺寸实现，这就使承受径向载荷的滑动轴承的内摩擦力 无法准确测得。另外，实验过程中加设的径向加载会对所测试的滑动轴承的内摩擦力产生 干涉。图1所示为拖动力测试装置的原理图，该装置包括轴1，轴1的外侧自由套设有轴套 2，轴1与轴套2组成模拟滑动轴承，轴套2的外周面上设置有径向加载装置，径向加载装置 的加载端与轴套的外周面径向顶压配合，轴套2的外周面上设置有测试挡块14，传感器11 顶压在测试挡块上，通过测试挡块对传感器的压力测试来自轴套的摩擦力。为了使加载稳 定可靠，加载装置的径向加载头15往往直接接触轴套2将径向载荷加设在轴套2上，加载 装置与轴套的滑动接触配合会阻碍轴套2的旋转趋势，从而干涉传感器11通过测试测试挡 块受到的力准确测得摩擦力，造成摩擦力测试不准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装 置，以解决现有技术中由于滑动轴承在中、重载荷条件下要承受巨大的载荷量，在实验条件 下不易原尺寸试验而造成的承受径向载荷的滑动轴承的内摩擦力无法准确测得的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种在中、重径向载荷下的滑动轴承 摩擦特性的测试装置，包括由轴与套设在轴的外周面上的轴套组成的模拟滑动轴承，轴套 的外周面上设置有径向加载装置，径向加载装置的加载端与轴套的外周面径向顶压配合， 所述加载端与轴套的外周面顶压的加载点两侧的轴的外周面上对称设置有两个结构相同 的凸起圆环面，轴套的内周面与两凸起圆环面滑动配合。所述径向加载装置的加载端通过一加载滚动轴承向轴套加设径向载荷，所述加载 滚动轴承的外圈与轴套滚动压紧配合，加载滚动轴承的轴线与所述轴的轴线平行设置。所述轴套通过一支撑套与所述加载滚动轴承的外圈滚动压紧配合，支撑套轴向定 位、径向止转套设在轴套的外周面上，轴套的外周面与支撑套的内周面配合。
所述径向加载装置为杠杆机构，杠杆机构的输出端构成加载端，所述加载滚动轴 承设置在杠杆机构的输出端，杠杆机构的输入端吊设有砝码加载机构。所述杠杆机构为1+2N级串联杠杆机构，N为整数。所述的杠杆机构为三级串联杠杆机构。所述的支撑套的内、外周面之间设置有用于设置加热棒和测温装置的轴向孔。所述轴向孔沿支撑套的周向均勻布设。所述的支撑套上设置有由外周面径向延伸至内周面的向轴套内注脂的注脂孔，注 脂孔位于两凸起圆环面之间，轴套的对应位置设置有连通所述注脂孔与轴套内孔的孔道。所述注脂孔为两个，沿支撑套的轴向间隔布设。本发明的轴的外周面上沿轴向间隔设置有两个凸起圆环面，轴套的内周面与两圆 环凸起接触，这样，轴套与轴的接触面较小，可以同比例减小相关部件的尺寸，使得现实中 滑动轴承的工作状态得以模拟，使滑动轴承的内摩擦力在实验条件下得以准确测量。同时， 两凸起圆环面相对于加载点对称设置，保证轴套与轴的两处接触受载均勻。本发明的径向加载装置通过加载滚动轴承为轴套加设径向载荷，载荷由滚动轴承 传递到轴套上，由于滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承的摩擦系数小一到两个数量级，所以 由其产生的摩擦阻力可以忽略不计，因此加载滚动轴承对轴套旋转运动的阻碍可以忽略不 计，因此可以很好地解决径向加载时对轴承摩擦力矩的测量产生干涉这一难题，从而可以 准确的测得滑动轴承内摩擦力。本发明的轴套的外侧套设有支撑套，径向加载装置通过支撑套将载荷加设在轴套 上，支撑套加强了轴套的刚性。本发明的径向加载装置为三级杠杆串联杠杆机构，通过三级杠杆串联的加载系统 为轴套加载，可以实现有限的加载质量产生很大载荷的效果。加载冲击小、结构简单、载荷稳定。本发明的支撑套的内、外周面之间设置有用于设置加热棒和测温装置的轴向孔， 在轴向孔中设置加热棒可以为滑动轴承加热，模拟现实中滑动轴承在大负荷下的高温工作 环境，更准确地测试滑动轴承的实际摩擦力矩。
图1是现有技术中拖动力测试装置的原理图； 图2是本发明实施例的结构示意图3是为图2中加载滚动轴承提供压紧力的杠杆机构的结构示意图。
具体实施例方式一种在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置的一种实施例，在图2、 图3中，该测试装置包括轴1，轴1上自由套设有轴套2，轴1与轴套2组成模拟滑动轴承， 轴1的外周面上设有两个结构相同的凸起圆环面13，两凸起圆环面13沿轴1的轴向间隔设 置，轴套2的内周面与两凸起圆环面13滑动配合，两凸起圆环面13相对于径向加载装置为 轴套2加载的加载点对称设置，也就是说径向加载装置为轴套2加载的加载点与两凸起圆 环面13的距离相等。
作为上述技术方案的改进，径向加载装置的加载端通过加载滚动轴承5为轴套2 加设径向载荷，加载滚动轴承5的外圈与轴套2滚动压紧配合，加载滚动轴承5的轴线与轴 1的轴线平行。作为上述技术方案的改进，径向加载装置为多级串联杠杆机构，加载滚动轴承5 设置在杠杆机构的输出端。该杠杆机构为三级串联杠杆机构，包括三个杠杆9，加载滚动轴 承5设置在第三级杠杆的一端，该杠杆的另一端通过连杆10与第二级杠杆的一端相连，第 二级杠杆的另一端与第一级杠杆的一端通过连杆相连，第一级杠杆的另一端吊设有砝码加 载结构7。三个杠杆上均设置有支点8。各杠杆与连杆之间通过铰接转动相连，砝码加载结 构7与杠杆之间也为转动连接，保证砝码可以加设而不掉下来。在这里，可以调整支点8在 杠杆上的位置而使杠杆机构输出端的力远大于砝码的重力。根据具体情况，本领域的技术 人员可以根据需要做具体的变换。作为上述技术方案的改进，加载滚动轴承5通过支撑套3为轴套加设径向载荷，支 撑套3套设在轴套2的外侧，其内孔周面与轴套2的外周面接触轴向限位、径向止转配合， 加载滚动轴承5的外圈与支撑套3的外周面滚动压紧配合，加载滚动轴承5的外圈压紧在 支撑套3的外周面上通过支撑套3为轴套2提供径向载荷，加载滚动轴承5的外圈可随支 撑套3滚动，减小加载滚动轴承5的外圈对支撑套3的摩擦力。加载滚动轴承5的外圈与 支撑套压紧配合的点与两凸起圆环面13的距离相等。在这里支撑套与轴套之间为过渡配 合，支撑套3可以通过径向螺纹旋设在支撑套的套壁上的螺钉与轴套实现轴向限位和径向 止转，螺钉的内端面顶紧在轴套的外周面上，这样支撑套3就不会相对于轴套转动了，还可 以在支撑套与轴套的端面上压设上端盖，通过端盖实现支撑套与轴套之间的定位。以上两 种定位方式使得支撑套可以方便的由轴套上拆下，方便在实验过程中拆换受损的轴套。作为以上方案的改进，支撑套3的内、外周面之间设置有轴向延伸的轴向孔6，轴 向孔6沿支撑套3的周向均勻布设，轴向孔6用于设置加热棒及测温装置，加热棒可以为轴 套加热，模拟滑动轴承的实际工作状态，因为在实际工作中，在大载荷的作用下，滑动轴承 往往会发热，轴承工作在高温的环境中。作为以上方案的改进，支撑套3上设置有注脂孔4，注脂孔4由支撑套3的外周面 沿径向延伸到支撑套3的内周面，在轴套2的对应位置设置有孔道12，孔道12将注脂孔4 与轴套2的内孔连通。注脂孔有两个，沿支撑套3的轴向间隔设置。两注脂孔均设置在两 凸起圆环面之间。本实施例的加载滚动轴承可以是不同系列的径向球轴承、滚子轴承、滚针 轴承。本实施例中设置了支撑套，也可以不设置支撑套，加载滚动轴承的外圈可以直接 与轴套2的外周面接触配合并为其施加径向力。本实施例的加载滚动轴承通过杠杆机构为轴套加设径向力，也可以采用液压或电 磁等可以提供竖向力的装置为加载滚动轴承施加竖向力。本实施例中的被测滑动轴承采用脂润滑，但也可以采用油润滑、固体润滑，在实验 过程中也可不对滑动轴承润滑，测试滑动轴承在无润滑的条件下的内摩擦力。本实施例中的杠杆机构为三级串联杠杆机构，也可以为其他1+2N级串联杠杆机 构，其中N为整数，杠杆机构的级数越多，放大作用就越大，一定数量的砝码得到的加载力 就越大O
本实施例的测试挡块设置在支撑套的外周面上，测试挡块、传感器以及两者相关 的测试、传输、处理方法与现有技术相同，在此不再详述。
权利要求
一种在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，包括由轴与套设在轴的外周面上的轴套组成的模拟滑动轴承，轴套的外周面上设置有径向加载装置，径向加载装置的加载端与轴套的外周面径向顶压配合，其特征在于所述加载端与轴套的外周面顶压的加载点两侧的轴的外周面上对称设置有两个结构相同的凸起圆环面，轴套的内周面与两凸起圆环面滑动配合。
2.根据权利要求1所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述径向加载装置的加载端通过一加载滚动轴承向轴套加设径向载荷，所述加载 滚动轴承的外圈与轴套滚动压紧配合，加载滚动轴承的轴线与所述轴的轴线平行设置。
3.根据权利要求2所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述轴套通过一支撑套与所述加载滚动轴承的外圈滚动压紧配合，支撑套轴向定 位、径向止转套设在轴套的外周面上，轴套的外周面与支撑套的内周面配合。
4.根据权利要求1或2或3所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装 置，其特征在于所述径向加载装置为杠杆机构，杠杆机构的输出端构成加载端，所述加载 滚动轴承设置在杠杆机构的输出端，杠杆机构的输入端吊设有砝码加载机构。
5.根据权利要求4所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述杠杆机构为1+2N级串联杠杆机构，N为整数。
6.根据权利要求5所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述的杠杆机构为三级串联杠杆机构。
7.根据权利要求6所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述的支撑套的内、外周面之间设置有用于设置加热棒和测温装置的轴向孔。
8.根据权利要求7所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述轴向孔沿支撑套的周向均勻布设。
9.根据权利要求8所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述的支撑套上设置有由外周面径向延伸至内周面的向轴套内注脂的注脂孔，注 脂孔位于两凸起圆环面之间，轴套的对应位置设置有连通所述注脂孔与轴套内孔的孔道。
10.根据权利要求9所述的在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，其特 征在于所述注脂孔为两个，沿支撑套的轴向间隔布设。
全文摘要
本发明涉及一种在中、重径向载荷下的滑动轴承摩擦特性的测试装置，包括由轴与轴套组成的模拟滑动轴承，轴套的外周面上设置有径向加载装置，径向加载装置的加载端通过一滚动轴承,与轴套的外周面径向顶压配合，加载端与轴套的外周面顶压的加载点两侧的轴的外周面上对称设置有两个结构相同的与轴套的内周面滑动配合的凸起圆环面。本发明的轴的外周面上沿轴向间隔设置有两个凸起圆环面，轴套的内周面与两圆环凸起接触，这样，轴套与轴的接触面较小，可以同比例减小相关部件的尺寸，使得现实中滑动轴承的工作状态得以模拟，并使滑动轴承的内摩擦力在实验条件下得以准确测量。同时，两凸起圆环面相对于加载点对称设置，保证两处接触受载均匀。
文档编号G01M13/04GK101995310SQ20101054413
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者周健, 杨伯原, 王燕霜, 苏冰, 闫晓凡 申请人:河南科技大学