本发明涉及一种物理实验装置，具体是一种新型的用于测量滑动轴承（特别是重载滑动轴承）各项产品性能的滑动轴承实验机。
背景技术
滑动轴承结构简单，工作平稳可靠，无噪声，在工程中有着广泛应用。但重型机械运动关节处的滑动轴承工作环境恶劣，承受载荷大，如果出现失效，对整机的使用可靠性有重要影响。
目前在实验室中进行的滑动轴承试样试验、台架试验等，由于试样与实物、试验条件与工况条件之间均差异较大，试验数据的现场应用性较差，在轴承选材、结构设计、寿命考察方面仅能作为参考数据使用，还不能直接用于轴承设计或判断材料的优劣。实际使用试验虽然数据较可靠，但周期长、费用高，在运转过程中测试数据比较困难，并且由于实际运行条件的不固定，使得试验数据重现性、可比性差，且由于试验结果受多因素的综合影响，不易进行单因素考察。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明根据重型机械中使用的滑动轴承的运动及受力特点，结合生产现场的实际需要，提供一种能正确模拟重型机械滑动轴承运动的滑动轴承实验机。滑动轴承实验机中的试件在试验过程中产生的摩擦机理、磨损形式、工作性能等与实际使用相一致，从而可以准确地测试重型机械滑动轴承的各项性能参数，为工程应用提供指导性试验数据。
本发明通过以下技术方案实现：一种滑动轴承实验机，包括底盘，底盘上设有滑轨；所述底盘中部固定有底座，底座的两侧分别设有一个滑动安装在底盘滑轨上的机架；所述底座两侧与两个所述机架之间分别连接有位移油缸；所述机架上端设有与底盘滑轨同向的滑槽，机架滑槽上滑动吊装有吊板；所述吊板下固定有两个相对的试件安装架；所述试件安装架中部开有安装孔，安装孔内安装有用于固定滑动轴承试件的双锥式试件夹具；所述机架下端安装有加载油缸；所述加载油缸端部固定连接有朝向吊板相对运动的工作台；所述工作台上固定有两个相对的辅助支撑；工作台上还固定有一个位于两个辅助支撑之间的轴承座，轴承座中安装有圆柱滚子轴承；当加载油缸向上将工作台顶起到预定位置时，两个辅助支撑、两个双锥式试件夹具和圆柱滚子轴承轴心位于同一直线上；两个辅助支撑位于两个试件安装架的外侧，圆柱滚子轴承位于两个试件安装架的内侧；所述底座上安装有双齿条摆动油缸；所述双齿条摆动油缸两侧的输出端分别连接有一个芯轴；当加载油缸向上将工作台顶起到预定位置时，所述芯轴穿进辅助支撑、滑动轴承试件、圆柱滚子轴承。
其进一步是：所述加载油缸与工作台之间设置有压力传感器；所述双齿条摆动油缸输出端与芯轴之间设置有扭矩传感器。
所述双齿条摆动油缸输出端安装有联轴器；所述联轴器另一端连接有联接轴，联接轴另一端连接所述芯轴；所述联接轴两端是锥形体，联轴器、芯轴端部开有与联接轴锥形体配合的锥形孔；所述锥形体内侧设有周向式的档台，锥形孔外端开设有与档台配合的止口；在所述锥形孔外安装有锁紧螺母，锁紧螺母压在档台内侧；在所述锥形孔外还安装有锁紧螺钉，锁紧螺钉位于锁紧螺母的外侧，在锁紧螺钉与锁紧螺母之间设有限位挡块。
所述芯轴轴心开有通孔，位于芯轴锥形孔内的联接轴锥形体的轴心开有盲孔；芯轴中安装有拉杆，拉杆端部连接在联接轴锥形体的盲孔内。
所述机架包括两个相对布置的封闭式的矩形梁，两个矩形梁之间通过连接块固定连接；所述矩形梁底端滑动安装在底盘滑轨上，两个矩形梁顶端的下侧固定有燕尾滑轨；所述吊板滑动吊装在燕尾滑轨上。
所述双锥式试件夹具包括对称布置的安装在试件安装架安装孔两侧的左锥形套、右锥形套；所述左锥形套、右锥形套结构对称；所述左锥形套内壁是圆柱孔，左锥形套外壁是内窄外宽的锥形面；试件安装架安装孔两端是与左锥形套、右锥形套配合的内窄外宽的锥形面；左锥形套外端通过多个紧固螺栓连接在试件安装架上；多个所述紧固螺栓沿左锥形套圆心均布；在所述试件安装架上开设有润滑油孔；所述润滑油孔内端连通至试件安装架安装孔内，左锥形套、右锥形套之间的位置。
所述辅助支撑包括支座，支座上滑动安装在两个对称布置的调节块；所述支座上还转动安装有一根调节丝杠，调节丝杠上前段螺纹和后段螺纹旋向相反；两个所述调节块通过螺纹连接分别安装在调节丝杠的前段螺纹、后段螺纹上；所述调节块上表面为斜面，在两个调节块的斜面上设有一个支撑块；所述支撑块下表面有两个分别与两个调节块配合的斜面，支撑块上固定有用于安装芯轴的滚珠轴承。
本滑动轴承实验机的测量过程简单，能正确模拟滑动轴承试件的实际工作情况：
工作时，滑动轴承试件通过双锥式试件夹具稳固的安装在试件安装架的安装孔中；芯轴从左至右一次穿过左侧的辅助支撑、左侧的双锥式试件夹具、中部的工作台上的圆柱滚子轴承、右侧的双锥式试件夹具、右侧的辅助支撑；
加载油缸向上伸出，推动工作台向上运动，为芯轴-滑动轴承试件实验副提供实验载荷；并通过压力传感器实时监测这个实验载荷；
双齿条摆动油缸通过联接轴带动芯轴往复摆动，使芯轴和滑动轴承试件之间产生摩擦；并通过扭矩传感器实时监测这个实验扭矩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：被测滑动轴承试件的尺寸和实际使用现场一致，实验载荷、运动方式也和实际工况一致，可有效保证在试验过程中产生的摩擦机理、磨损形式、工作性能等与实际使用一致，从而可以准确地测试滑动轴承的各项性能参数，为工程应用提供指导性试验数据；实验中可方便地更改正压力、运动速度、润滑状态等实验参数；测量过程简单且易于实施；装置的结构简单可靠，刚度好。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图；
图2是本发明主视图（右半部分）；
图3是本发明左视图；
图4是图2中联接轴与联轴器、芯轴连接处的示意图；
图5是图2中双锥式试件夹具连接处的示意图；
图6是图2中辅助支撑的左视图。
图中：1、底盘；2、底座；3、机架；4、位移油缸；5、吊板；6、试件安装架；6-1、润滑油孔；7、滑动轴承试件；8、双锥式试件夹具；8-1、左锥形套；8-2、右锥形套；8-3、紧固螺栓；9、加载油缸；10、工作台；11、辅助支撑；11-1、支座；11-2、调节块；11-3、调节丝杠；11-4、支撑块；11-5、滚珠轴承；12、轴承座；13、圆柱滚子轴承；14、双齿条摆动油缸；15、芯轴；16、联轴器；17、联接轴；18、锁紧螺母；19、锁紧螺钉；20、限位挡块；21、拉杆；22、燕尾滑轨。
具体实施方式
以下是本发明的一个具体实例，现结合附图对本发明做进一步说明。
结合图1至图3所示，一种滑动轴承实验机，左右对称设置。底盘1上设有两条对称布置的滑轨，底盘1中部固定有底座2。两个机架3对称设置在底座2的两侧，机架3包括两个相对布置的封闭式的矩形梁，两个矩形梁之间通过连接块固定连接，矩形梁底端滑动安装在底盘1滑轨上。底座2两侧与两个机架3之间分别连接有位移油缸4，通过位移油缸4来控制机架3在底盘1滑轨上的移动；底座2中放置液压站，用于提供高压油源。
机架3的矩形梁顶端的下侧固定有燕尾滑轨22，燕尾滑轨22与底盘1滑轨平行，吊板5滑动吊装在燕尾滑轨22上。吊板5下固定有两个相对的沿燕尾滑轨22方向布置的试件安装架6。试件安装架6中部开有安装孔，安装孔内安装双锥式试件夹具8。双锥式试件夹具8中安装滑动轴承试件7，滑动轴承试件7中安装芯轴15。
机架3下端安装竖向布置的加载油缸9，加载油缸9上部的活塞杆端连接有工作台10。加载油缸9与工作台10之间设置压力传感器，用于实时监测这个输出的压力。工作台10在加载油缸9的带动下，以矩形梁为导向，竖向运动。工作台10上通过螺栓可拆卸固定连接两个相对的辅助支撑11，两个辅助支撑11之间有一个固定在工作台10上的轴承座12，轴承座12中安装圆柱滚子轴承13。辅助支撑11和轴承座12沿着底盘1滑轨方向布置，辅助支撑11和轴承座12用于安装芯轴15。当加载油缸9向上将工作台10顶起到预定位置时；两个辅助支撑9、两个双锥式试件夹具8和圆柱滚子轴承13轴心位于同一直线上；两个辅助支撑9位于两个试件安装架6的外侧，圆柱滚子轴承13位于两个试件安装架6的内侧。
底座2上安装双齿条摆动油缸14，双齿条摆动油缸14两侧的输出端通过联轴器16连接联接轴17，联接轴17另一端连接芯轴15。联轴器16上设置扭矩传感器，用于实时监测这个输出的扭矩。
再结合图4所示，联接轴17两端是锥形体，联轴器16、芯轴15端部开有与联接轴17锥形体配合的锥形孔；锥形体内侧设有周向式的档台，锥形孔外端开设有与档台配合的止口。在锥形孔外安装有锁紧螺母18，锁紧螺母18压在档台内侧；在锥形孔外还安装有锁紧螺钉19，锁紧螺钉19位于锁紧螺母18的外侧，在锁紧螺钉19与锁紧螺母18之间设有限位挡块20。芯轴15轴心开有通孔，位于芯轴15锥形孔内的联接轴17锥形体的轴心开有盲孔；芯轴15中安装有拉杆21，拉杆21端部连接在联接轴17锥形体的盲孔内。
结合图5所示，双锥式试件夹具8包括对称布置的安装在试件安装架6安装孔两侧的左锥形套8-1、右锥形套8-2，左锥形套8-1、右锥形套8-2结构对称。以左锥形套8-1为例说明，左锥形套8-1内壁是圆柱孔，左锥形套8-1外壁是内窄外宽的锥形面；试件安装架6安装孔两端是与左锥形套8-1、右锥形套8-2配合的内窄外宽的锥形面。左锥形套8-1外端通过多个紧固螺栓8-3连接在试件安装架6上；多个紧固螺栓8-3沿左锥形套8-1圆心均布。通过慢慢旋紧紧固螺栓8-3，可以使得左锥形套8-1、右锥形套8-2向内运动，在两个锥形面的配合挤压下，逐渐缩小左锥形套8-1、右锥形套8-2的内径，进而来夹紧其中的滑动轴承试件7。
在试件安装架6上开设有润滑油孔6-1，润滑油孔6-1内端连通至试件安装架6安装孔内，左锥形套8-1、右锥形套8-2之间的位置。润滑油孔6-1可以根据试验工况来向滑动轴承试件7注入润滑油。
结合图6所示，辅助支撑11包括支座11-1，支座11-1上滑动安装在两个对称布置的调节块11-2，支座11-1上还转动安装有一根调节丝杠11-3。调节丝杠11-3的前段螺纹和后段螺纹旋向相反；两个调节块11-2通过螺纹连接分别安装在调节丝杠11-3的前段螺纹、后段螺纹上。调节块11-2上表面为斜面，支撑块11-4放置在两个调节块11-2上，支撑块11-4下表面有两个分别与两个调节块11-2配合的斜面。支撑块11-4上固定有用于安装芯轴15的滚珠轴承11-5。辅助支撑11是一个竖向高度高度可调结构，通过逆时针或顺时针转动调节丝杠11-3，来控制两个调节块11-2相向或相离运动，进而改变支撑块11-4、滚珠轴承11-5的高度。
本实施例中，加载油缸向上伸出，推动工作台向上运动，为芯轴-滑动轴承试件实验副提供实验载荷；并通过压力传感器实时监测这个实验载荷；双齿条摆动油缸通过联接轴带动芯轴往复摆动，使芯轴和滑动轴承试件之间产生摩擦；并通过扭矩传感器实时监测这个实验扭矩。
实验开始时，先将滑动轴承试件装入双锥式试件夹具中，推动试件安装架使滑动轴承试件的内孔套入芯轴；
旋紧双锥式试件夹具的紧固螺栓，将滑动轴承试件固定在双锥式试件夹具中；
将辅助支撑中的滚珠轴承套入芯轴的两端，并固定在工作台上；
将机架向中心移动，利用联接轴将双齿条摆动油缸输出轴端与芯轴联接；
加载油缸的活塞杆向上运动，施加垂直向上推力；压力传感器示值即是实验副的实验载荷；
双齿条摆动油缸输出往复回转摆动，通过扭矩传感器将运动传递给芯轴，扭矩传感器示值即是实验副的摩擦力矩；
实验达到要求的时间或循环次数后，双齿条摆动油缸停止运动，加载油缸卸载，按上述试件安装的相反次序拆下滑动轴承试件，观察轴承的磨损情况。
本滑动轴承实验机的结构为左右对称形式，左右两边的构造完全相同。根据工作需要，一次可安装4个滑动轴承试件同时进行实验，也可只用其中一边，安装2个滑动轴承试件同时进行实验。