一种用于动载荷下滑动轴承润滑摩擦性能测试试验台的制作方法

本发明属于轴承性能测试技术领域，特别涉及一种用于动载荷下滑动轴承润滑摩擦性能测试试验台。

背景技术：

滑动轴承是动力机械装置中必不可少的机械零件，且动力机械装置的工作可靠性、耐久性和使用寿命与其润滑摩擦性能有着十分密切的关系。近年来各种动力装置的功率密度不断增加，使得对滑动轴承性能的要求越来越严格，而润滑不良导致的运转过程中轴承磨损的事故大量出现，使得研究滑动轴承润滑摩擦性能十分必要。

现有的径向滑动轴承实验台一般仅测试油膜压力、油膜温度等润滑测试，而很少涉及轴承摩擦系数测试；而且大部分径向滑动轴承试验台采用轴承加载方式，不能模拟实际主轴尾端受载等实际情况，如船舶艉管轴承；目前并未出现针对反应轴挠曲等对润滑性能及轴承摩擦系数影响的测试试验台。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有的径向滑动轴承试验台存在的不足，提供一种用于动载荷下滑动轴承润滑摩擦性能测试试验台，用于测试不同实验工况下的滑动轴承的静态参数(油膜压力，油膜温度，主轴挠曲及轴承摩擦力)，并能很好的模拟实际轴在工作过程中尾端受载等情况，提供有价值的润滑参数数据。

实现本发明的技术方案如下：

一种用于动载荷下滑动轴承润滑摩擦性能测试试验台，包括电机、主轴、弹性联轴器、轴承支承钢片、滑动轴承、电涡流传感器、所述压力传感器、勒紧环、负载、油泵、箱体、连接杆、应力杆及热电偶；

电机通过弹性联轴器与主轴一端相连，主轴的另一端穿过箱体内的滑动轴承后与负载相连；所述滑动轴承通过连接于箱体顶部的轴承支承钢片(5)固定；所述滑动轴承上开有进油孔，进油孔与箱体外的油泵相连；所述箱体上开设至少一个出油孔；

所述电涡流传感器安装于滑动轴承的端面上，用于测试轴前后端的轴心位移；所述压力传感器安装于滑动轴承的底部，用于测试轴承油膜压力；所述热电偶埋入轴瓦镀层，用于测试轴承的温度；所述勒紧环勒紧所述滑动轴承，连接杆穿入箱体内的一端与勒紧环相连，位于箱体外的一端与应力杆相连，所述应力杆上贴有应变传感器用于测试轴承摩擦力。

进一步地，本发明还包括滚珠轴承，主轴处于箱体外的部分通过滚珠轴承支承。

进一步地，本发明滑动轴承的下轴瓦沿周向等角度开设7个油压孔，每个孔直径为0.5mm。

本发明相比现有技术具有如下优点：

(1)本试验台主轴采用尾端加负载，可以简单有效模拟实际轴承润滑状态；同时尾端加载可以研究负载情况下的主轴挠曲对轴承润滑性能及轴承摩擦系数的影响。尾端负载与轴承尾端距离可调，避免可使用液压系统加载，结构简单，成本较低。

(2)本试验台中轴承为固定于与箱体顶部连接轴承支承钢片上(采用倒置支撑的形式)，可以使轴承在运转过程中更为稳定。

(3)本试验台中由连接杆与应力杆组成的轴承摩擦力测试装置简单易行，可以十分方便测试各种工况下滑动轴承摩擦力。

(4)本实验台滑动轴承前端采用滚珠轴承支承和弹性联轴器，将电机等影响因素排除，可以有效研究滑动轴承润滑摩擦性能。

(5)本试验台结构简单，操作方便，可以十分方便的改变实验滑动轴承与配合主轴的材料特性，轴承径宽比、相对间隙，润滑油品质、轴承负载，进行轴承不同工况下的实验。

(6)本试验台轴承前后端面均采用两个电涡流传感器测试位移，可以换算出前后轴心的位置和偏位角，可以很直观的表示出轴在实际运动状态下的挠曲情况。将测试温度的热电偶埋入轴瓦镀层，使得测试结果更加稳定。在下轴瓦上三个截面开设油孔，将油引出测试油膜压力，可以通过三个截面的油膜压力变化定量分析轴挠曲对轴承润滑的影响。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2油膜压力测试布置图；

其中，a为测试轴承示意图，b各截面油膜压力测点布置图；

图3轴心位置测试示意图；

其中，a为截面ii轴心位置测点布置图，b轴心位置关系；

图4是试验轴承的摩擦力测试示意图；

其中，电机-1、主轴-2、弹性联轴器-3、滚珠轴承-4、轴承支承钢片-5、轴承进油孔-6、滑动轴承-7、电涡流传感器-8、所述压力传感器-9、勒紧环-10、负载-11、油泵-12、挡油板-13、台架基础-14、箱体-15、连接杆-17、应力杆-18。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1所示的结构原理图，对本发明提供一种用于动载荷下滑动轴承润滑摩擦性能测试试验台，包括电机1、主轴2、弹性联轴器3、滚珠轴承4、轴承支承钢片5、滑动轴承7、电涡流传感器8、所述压力传感器9、勒紧环10、负载11、油泵12、箱体15、连接杆17、应力杆18及热电偶；具体实施过程为：

电机1带动主轴2运转，通过变频器调节电机1的转速来改变主轴2的转速，以满足实验时轴不同线速度的工况要求。主轴2的加载通过调节轴尾端负载11和负载距轴承尾端距离l2来实现。通过改变滑动轴承7的宽度，改变滑动轴承7的径宽比，以此来实现不同径宽比轴承的性能试验。为防止润滑油飞溅，对箱体7径向密封。通过在滑动轴承7的两端布置电涡流传感器8，在滑动轴承7的底部布置压力传感器，在轴瓦镀层上埋入热电偶以及在勒紧滑动轴承7的勒紧环10上连接贴有应变传感器的应力杆18来实现润滑轴承油膜压力、油膜厚度、轴挠曲、温度以及摩擦系数的测量，并将这些性能参数通过图形化的方式实时显现。

本发明的油膜压力测试布置结合附图2说明如下：

图2所示为油膜压力测试布置图。如图2a所示，截面ii为轴承轴瓦中间截面，截面i、截面iii分别居截面ii距离为1/4l(l为轴承宽度)；图2b所示为各截面油膜压力测点布置图。在试验中，在下轴瓦沿周向等角度开设7个油压孔，每个孔直径为0.5mm。

本发明的轴心位置测试结合附图3说明如下：

图3所示为轴心位置计算示意图。

如图3a所示，在轴承前后端面垂直角度上各设置两个电涡流位移传感器，位置关系如图所示。轴心位置与测试位移的关系如图3b所示。由图可以得到：对于轴承中心截面，如果安装在轴承x，y上的电涡流传感器测得的位移为hx，hy，考虑到轴心相对轴承中心的偏心距与轴承相比较时一个非常下的值，则轴心位置可以由下式计算得到(式中x，y分别为轴心对应的x，y轴的坐标，c为轴承间隙)：x≈-(c-hx)，y≈c-hy。

本发明的轴承摩擦力测试机构的结构原理结合附图4说明如下：

图4所示为轴承摩擦力测试示意图。a.轴承倒置与箱体15通过钢片支承5相连；b.试验台采用尾端带负载；c.通过勒紧环10-拉杆17-应力杆18系统实现摩擦力的测试。

本发明作为油润滑的动载径向滑动轴承润滑摩擦性能测试研究的实验平台，主要可以开展轴承的不同结构参数(径宽比，相对间隙)，润滑方式(动压，静压)，润滑油品质，工作条件(速度，负载)，轴承材料等参数对轴承润滑摩擦性能影响的实验，实验的载荷、速度等范围广，可以模拟不同工况。同时，测试的性能包括油膜压力、温度、厚度、摩擦力、轴心轨迹、偏位角等，测试参数可以全面反映轴承的润滑特性，为船舶艉管轴承等径向滑动轴承的选型及设计提供一定价值的参考和依据。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。