一种球轴承磨损原理性试验台的制作方法

本发明涉及球轴承磨损试验台，尤其是一种球轴承磨损原理性试验台。

背景技术：

随着科技的进步，球轴承在工业中的应用越来越广泛，人们的球轴承的磨损原理的研究也越来深入。现有技术中的磨损试验台大多存在着试样安装与拆卸不方便，定位精度不高，并且在一定的试验时间后，试样之间会出现间隙，以及改变试验参数时需要停止试验从而减低了的试验效率的缺点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种球轴承磨损原理性试验台，既方便装夹试样，又能在不停止试验台工作的情况下改变试验参数。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种球轴承磨损原理性试验台，包括架体，架体上固设有放置板，放置板的底部通过滑杆与底板连成整体，移动板滑动设置在滑杆上且通过竖直加载丝杠上下调节，所述移动板上端安装有自适应升降机构，自适应升降机构与试验板相连，试验板上可拆卸安装有试样球头；所述试样球头一侧的放置板上设置有侧向加压装置，侧向加压装置包括螺纹杆，螺纹杆与放置板上的螺纹凸台螺纹连接，螺纹杆的顶端与侧向移动板相连，所述侧向移动板上安装有自适应压紧机构；所述试样球头的上端套装有与其相配套的试样球帽，试样球帽通过传动机构与变频电机相连。

所述自适应升降机构包括与试验板连接的连接杆，连接杆下端自由穿过移动板，加压板位于试验板与移动板之间且自由穿过连接杆，加压板下端的连接杆上套有自动补偿弹簧，加压板上端安装有压力传感器。

所述试验板上设有限位销，限位销与试样球头底部的限位孔插接。

所述自适应压紧机构包括侧向加压板，侧向连接杆一端与侧向加压板连接、另一端自由穿过侧向移动板，所述侧向移动板与侧向加压板之间的侧向连接杆上套有自动补偿弹簧。

所述传动机构由联轴器、扭矩传感器、轴承座以及球帽连接杆组成；所述的球帽连接杆的顶部穿过轴承座的轴承孔内，再通过联轴器与扭矩传感器的下端相连接，所述的扭矩传感器的上端通过联轴器与变频电机相连，所述的球帽连接杆的底部设有连接销，所述的连接销插入试样球帽顶部的连接孔内实现与试样球帽的连接。

所述放置板呈回字形结构，试验板位于放置板的中心位置。

所述架体一侧安装有控制箱，控制箱上设有信号接收模块、按钮和显示器。

本发明一种球轴承磨损原理性试验台，具有以下技术效果：

1）、本试验台的试样方便拆卸与安装，同时由于在试验板上设有限位销，提高了试样球头的安装精度，减小了试验过程中因为安装精度引起的试验误差。

2）、控制箱上设有信号接收模块、按钮和显示器，信号接收模块可以接收压力传感器和扭矩传感器的信号，并且通过显示器显示出来，可以让试验者了解实时的试验情况，根据情况来改变加载力等，试验者也可以通过按钮来调整变频电机的转速。改变试验参数的过程无需停止试验，大大提高了试验的效率。

3）、通过自适应升降机构、自适应压紧机构可保证在试验过程中试样始终接触在一起，补偿磨损间隙，减少实验误差和停机次数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明下半部分的结构示意图。

图4为本发明中自适应升降机构的结构示意图。

图5为本发明中自适应升降机构的主视图。

图6为图1中a处的局部放大示意图。

图7为本发明中试样球头的结构示意图。

图8为本发明中试样球帽的结构示意图。

图9为本发明中球帽连接杆的结构示意图。

图10为本发明中侧向移动板的结构示意图。

图中：架体1，垫脚10，下架体101，上架体102，竖直加载丝杠11，试样球头2，试样球帽20，限位孔201，限位销202，球帽连接杆21，连接销22，连接孔23，螺纹杆24，螺纹凸台25，侧向移动板26，侧向连接杆27，滑轨28，侧向移动板29，滑杆4，底板3，控制箱5，信号接收模块50，按钮51，显示器52，联轴器6，扭矩传感器60，轴承座61，轴承座固定板62，扭矩传感器固定梁63，变频电机7，电机固定板70，放置板8，试验板80，连接杆801，磨损量自动补偿弹簧802，加压板803，压力传感器804，移动板9。

具体实施方式

如图1所示，一种球轴承磨损原理性试验台，包括架体1，架体1分为上架体102和下架体101，上架体102和下架体101均由横梁、纵梁构成的框架结构。

在下架体101的底部设有垫脚10，垫脚10呈倒置的碗形，可以提高试验台的安放的稳定性。

如图1所示，在上架体102的一侧安装有控制箱5，所述控制箱5内设有处理器模块，处理器模块采用西门子sm323plc；所述处理器模块分别连接信号接收模块50、显示器52，所述信号接收模块50连接扭矩传感器60。信号接收模块50包括信号放大电路，信号滤波电路、a/d转换电路;所述信号放大电路采用max4196芯片，实现传感器检测信号的放大；所述信号滤波电路采用二阶低通butterworth滤波电路，滤除传感器信号中的其他干扰杂波；所述a/d转换电路采用adc0808芯片，实现传感器检测信号的数字转换。显示器52采用三菱9寸工业液晶屏aa090mh01。扭矩传感器60采用dtnj-1050c扭矩传感器。

如图1、图3所示，所述下架体101和上架体102之间通过放置板8相接，放置板8呈回字形结构，中间设有缺口，试验板80位于放置板8的中心位置并与放置板8内壁保持间隔，间隔为1mm-3mm。在试验板80上设有限位销202，试样球头2通过自身底部的限位孔201插入到限位销202中实现两者的固定连接。通过设置限位销，可提高试样球头2的安装精度，减小了由安装精度引起的试验误差。

如图1-4所示，所述试验板80的底部通过滑杆4与底板3固定并连成整体，移动板9滑动设置在滑杆4上，移动板9中心设有轴承，竖直加载丝杠11通过轴承与移动板9可转动连接。竖直加载丝杠11下端穿过底板3并与底板3螺纹连接。当旋转竖直加载丝杠11时，可带动移动板9沿滑杆4上下升降。

如图3-5所示，所述移动板9上设有自适应升降机构，自适应升降机构与试验板80连接，且通过自适应升降机构，可在试样球头2工作过程中对试样球头2自动压紧调节。

所述自适应升降机构包括与试验板80连接的连接杆801，连接杆801下端自由穿过移动板9，使得移动板9可沿连接杆801自由滑动。加压板803位于试验板80与移动板9之间且自由穿过连接杆801，加压板803下端的连接杆801上套有自动补偿弹簧802，加压板803上端安装有压力传感器804。由于自动补偿弹簧802的作用，可将加压板803上的压力传感器804始终压紧在试验板80上。

如图1、图7-8所示，所述试样球头2上端套装有与其相配套的试样球帽20，试样球帽20顶部设有连接孔23，球帽连接杆21的底部设有连接销22，连接销22插入试样球帽20顶部的连接孔23内实现与试样球帽20的连接。而球帽连接杆21通过轴承安装在轴承座61上且球帽连接杆21的顶端通过轴承座61后与联轴器6连接，联轴器6与扭矩传感器60的下端相连接，扭矩传感器60的上端通过联轴器6与变频电机7相连。通过变频电机7带动试样球帽20进行转动实现对试样球头2的摩擦磨损。

如图1、图6所示，另外，在放置板8的一侧或相对的两侧设有侧向加压装置，侧向加压装置包括螺纹杆24，螺纹杆24与放置板8上的螺纹凸台25螺纹连接且两端伸出螺纹凸台25，螺纹杆24的前端与侧向移动板29相连，当螺纹杆24向前移动时，侧向移动板29也向前推动。在侧向移动板29一侧另外设有自适应压紧机构，通过自适应压紧机构可对试样球头2实现侧向压紧。

自适应压紧机构包括侧向加压板26，侧向连接杆27一端与侧向加压板26连接、另一端自由穿过侧向移动板29，所述侧向移动板29与侧向加压板26之间的侧向连接杆27上套有自动补偿弹簧802。通过自动补偿弹簧802可始终将侧向加压板26顶紧在试样球头2上，补偿磨损间隙。

另外，在侧向加压板26上还设有滑轨28，侧向移动板29左右两侧开有缺口，侧向移动板29可在滑轨28上移动进行导向。

另外，与自适应升降机构结构相同，在侧向移动板29与侧向加压板26之间安装有压力传感器（图6中压力传感器未画出，但可参考图5）。

工作原理及过程：

1）、当要对试样进行摩擦磨损试验的时候，先将试样球头2插在试验板80的限位销202上，然后将试样球帽20与球帽连接杆21相连。

2）、当试样安装完毕后，通过竖直加载丝杆11以及螺纹杆24对试样进行竖直方向以及侧向加压。此时位于加压板803与试验板80之间、侧向移动板29与侧向加压板26之间的压力传感器804会将加载压力传递到控制箱5的信号接收模块中，并且通过显示器52显示当前的加载压力，试验者可以根据显示器52显示的加载压力的大小，来选择适继续加载还是适当的卸载。当压力加载完毕之后，通过控制箱5上的按钮来控制变频电机7的启动以及控制其的转速（变频电机7通过电机固定板70安装在上机架102的顶部），此时变频电机7通过联轴器6将运动传递到扭矩传感器60上（扭矩传感器60通过扭矩传感器固定梁63固定在上架体101上），扭矩传感器60一边将测量的扭矩传送到信号接收模块50上，一边将运动通过联轴器6传递给球帽连接杆21，球帽连接杆21带动试样球帽20在试样球头2上转动，既对试样进行摩擦磨损试验。

在进行摩擦磨损试验的时候，会造成试样球头2以及试样球帽20的磨损，从而产生间隙，会对试验的结果造成影响。在移动板9与加压板之间的连接杆801以及侧向移动板29与侧向加压板26之间的侧向连接杆27上安装磨损量自动补偿弹簧802，磨损量自动补偿弹簧802可以保证在试验过程中试样始终接触在一起，减小了因为摩擦过程中产生的间隙对试验结果产生的影响。

为了让球帽连接杆21在转动的时候更加平稳，让球帽连接杆21通过联轴器6与扭矩传感器60相连之前，先让其穿过轴承座61的轴承孔（轴承座61通过轴承座固定板62固定在上机架102上）。

上述的球轴承磨损原理性试验台能实现，试验试样方便拆卸与安装，同时由于在试验板80上设有限位销202，提高了试样球头2的安装精度，减小了试验过程中因为安装精度引起的试验误差，同时由于控制箱5上设有信号接收模块50、按钮51和显示器52，信号接收模块50可以接收压力传感器和扭矩传感器60的信号，并且通过显示器52显示出来，可以让试验者了解实时的试验情况，根据情况来改变加载力等，试验者也可以通过按钮51来调整变频电机7的转速。改变试验参数的过程无需停止试验，大大提高了试验的效率。