CN201285334Y - 一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪 - Google Patents

Abstract

一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪，被测轴承4外圈放置在外座3的台阶内，其内圈穿入加载杆6，加载杆上端套入带有柔性材料的拨杆5，拨杆拨动固定在支架8上的力矩传感器7，力矩传感器被固定在支架上，在力矩传感器的下端设置有阻尼油杯9；外座的下端联接有一同转动的主轴2，主轴被固定在测量仪上的支撑轴承1支撑固定，主轴的下端通过柔性联轴器联16接有皮带轮15，皮带轮由电机13驱动，电机由电控箱14和设计好程序的计算机17联动控制；在加载杆上联接有加载线10，加载线再联接加载砝码11，加载砝码悬在加载阻尼油杯中12。该测量仪采用双阻尼补偿系统，可有效降低干扰力矩，提高了被测轴承运转的精度和稳定性。

Description

一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪

技术领域

本实用新型属于轴承测量技术领域，尤其是一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪。

背景技术

轴承摩擦力矩分为启动摩擦力矩和动态摩擦力矩。启动摩擦力矩是指轴承由静止到转动所要克服的阻力矩，动态摩擦力矩是反映轴承在某一转速下所受到的阻力矩的大小和波动情况；因此，轴承动态摩擦力矩的好坏，在很大程度上代表了轴承动态性能的好坏和轴承质量的高低。在国内外轴承行业中，对转速小于20转/分钟的轴承低速动态摩擦力矩测量仪是检测轴承动态性能好坏的必要仪器。

目前在国内外，轴承低速动态摩擦力矩测量仪的研制原理主要有三种。

第一种为驱动轴采用空气轴承、力矩信号采用电桥补偿处理的方法进行研制。优点是：空气轴承对被测轴承的干扰非常小，所测的力矩信号更真实地反映了轴承动态摩擦力矩的性能；缺点是：由于对压缩空气的质量要求非常严格，需要专门的除湿和除尘设备，因此整套仪器的价格较高(国产仪器在30万元以上，进口仪器在60万元以上)，使用和维护费也很高，并且仪器的使用寿命也不高，使用两年后就要大修。

第二种为通过低速电机带动齿轮驱动被测轴承，通过力杆拉紧钢丝对被测轴承加载，通过力矩传感器采集力矩信号。优点是：结构简单，仪器价格较低，使用和维护费也较低；缺点是：

1)齿轮运转对被测轴承带来一定的干扰；

2)钢丝随被测轴承扭动带来的扭矩需要试验测量，并进行标定、补偿，需要经常更换钢丝，重新标定；对钢丝扭矩性能的一致性要求很严，否则要修订补偿设置；

3)被测轴承拨动力矩传感器带来的冲击和滞后现象(对于质量好的轴承，这一现象较轻)，将使力矩传感器采集的信号与轴承的真实力矩有很大的误差，这也是这类力矩仪致命的难点，所以这类力矩仪只能用于测量对力矩要求较低的较大尺寸的轴承上。

第三种为近年来国外研制的通过被测轴承带动动光栅，根据动光栅与静光栅比对产生的信号，并经专门开发的分析软件进行处理，获得轴承的动态摩擦力矩。优点是：所测量分析出的力矩信号更真实、可靠。缺点是：

1)技术难度很大；

2)对动、静光栅的制造精度和安装精度要求非常高，目前国内很难制造出这样高精度的光栅，对中国的进口控制也很严。

对于轴承内径小于10毫米的微型轴承，其动态摩擦力矩一般在0.1mN.m以下，最小为0.002mN.m；因此对力矩仪的精度、误差要求非常高，研制难度很大。但由于高精度的微型轴承又广泛用于航天、航空领域，该类轴承的动态摩擦力矩往往是衡量其品质好坏的验收必检项目。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型设计了一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪，该测量仪采用双阻尼补偿系统，可有效降低干扰力矩，在很大程度上提高了被测轴承运转的精度和稳定性。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

所述的用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪主要是由支撑轴承、主轴、外座、拨杆、加载杆、力矩传感器、支架、阻尼油杯、加载线、加载砝码、加载阻尼油杯、电机、电控箱、皮带轮、柔性联轴器、计算机构成，其中被测轴承外圈放置在外座的台阶内，被测轴承内圈穿入加载杆，加载杆上端套入带有柔性材料的拨杆，拨杆(5)拨动固定在支架上的力矩传感器，力矩传感器被固定在支架上，在力矩传感器的下端设置有阻尼油杯；外座的下端联接有一同转动的主轴，主轴被固定在测量仪上的支撑轴承支撑固定，主轴的下端通过柔性联轴器联接有皮带轮，皮带轮由电机驱动，电机由电控箱和设计好程序的计算机联动控制；在加载杆上联接有加载线，加载线再联接加载砝码，加载砝码悬在加载阻尼油杯中。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型产生如下解决效果：

1、本实用新型结构简单紧凑，无需外部设备，价格可控制在10万元以内，且操作非常可靠、方便。

2、通过采用双阻尼补偿系统、高精度轴系、闭环驱动控制系统等技术手段，有效地降低干扰力矩产生误差，提高了精度和稳定性。

3、本实用新型经23、95和18三个型号轴承的试验验证，其精度与误差小于5％，而国内研制的低速动态摩擦力矩仪的精度与误差大多为10％以上，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图1中：1—支撑轴承；2—主轴；3—外座；4—被测轴承；5—拨杆；6—加载杆；7—力矩传感器；8—支架；9—阻尼油杯；10—加载线；11—加载砝码；12—加载阻尼油杯；13—电机；14—电控箱；15—皮带轮；16—柔性联轴器；17—计算机。

具体实施方式

结合图1，本实用新型的用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪主要是由支撑轴承(1)、主轴(2)、外座(3)、拨杆(5)、加载杆(6)、力矩传感器(7)、支架(8)、阻尼油杯(9)、加载线(10)、加载砝码(11)、加载阻尼油杯(12)、电机(13)、电控箱(14)、皮带轮(15)、柔性联轴器(16)、计算机(17)构成，其中被测轴承(4)外圈放置在外座(3)的台阶内，被测轴承(4)内圈穿入加载杆(6)，加载杆(6)上端套入带有柔性材料的拨杆(5)，拨杆(5)拨动固定在支架(8)上的力矩传感器(7)，力矩传感器(7)被固定在支架(8)上，在力矩传感器(7)的下端设置有阻尼油杯(9)；外座(3)的下端联接有一同转动的主轴(2)，主轴(2)被固定在测量仪上的支撑轴承(1)支撑固定，主轴(2)的下端通过柔性联轴器联(16)接有皮带轮(15)，皮带轮(15)由电机(13)驱动，电机(13)由电控箱(14)和设计好程序的计算机(17)联动控制；在加载杆(6)上联接有加载线(10)，加载线(10)再联接加载砝码(11)，加载砝码(11)悬在加载阻尼油杯中(12)。

当电机(13)带动驱动主轴(2)恒速转动时，被测轴承(4)外圈随着外座(3)旋转，由于被测轴承(4)内部摩擦的存在，被测轴承(4)外圈带动钢球，钢球又带动被测轴承(4)内圈旋转，固定在的加载杆(6)上的拨杆(5)拨动力矩传感器(7)，由力矩传感器(7)输出表征被测轴承(4)摩擦力矩的电压信号，电压信号以数字信号的格式输出显示在计算机(17)屏幕上。

Claims (1)

1、一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪，其特征在于：该测量仪主要是由支撑轴承(1)、主轴(2)、外座(3)、拨杆(5)、加载杆(6)、力矩传感器(7)、支架(8)、阻尼油杯(9)、加载线(10)、加载砝码(11)、加载阻尼油杯(12)、电机(13)、电控箱(14)、皮带轮(15)、柔性联轴器(16)、计算机(17)构成，其中被测轴承(4)外圈放置在外座(3)的台阶内，被测轴承(4)内圈穿入加载杆(6)，加载杆(6)上端套入带有柔性材料的拨杆(5)，拨杆(5)拨动固定在支架(8)上的力矩传感器(7)，力矩传感器(7)被固定在支架(8)上，在力矩传感器(7)的下端设置有阻尼油杯(9)；外座(3)的下端联接有一同转动的主轴(2)，主轴(2)被固定在测量仪上的支撑轴承(1)支撑固定，主轴(2)的下端通过柔性联轴器联(16)接有皮带轮(15)，皮带轮(15)由电机(13)驱动，电机(13)由电控箱(14)和设计好程序的计算机(17)联动控制；在加载杆(6)上联接有加载线(10)，加载线(10)再联接加载砝码(11)，加载砝码(11)悬在加载阻尼油杯中(12)。

Images