[實用新型]一種用于檢測軸承動態摩擦力矩的測量儀

有效

• 申請號: 200820220754.8
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN201285334Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 李建華;馬小梅;符強;姜維;靳國棟;賴小航
• 申請（專利權）人: 洛陽軸研科技股份有限公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G01M13/04
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所
• 代理人: 符繼超

技術領域

本實用新型屬于軸承測量技術領域，尤其是一種用于檢測軸承動態摩擦力矩的測量儀。

背景技術

軸承摩擦力矩分為啟動摩擦力矩和動態摩擦力矩。啟動摩擦力矩是指軸承由靜止到轉動所要克服的阻力矩，動態摩擦力矩是反映軸承在某一轉速下所受到的阻力矩的大小和波動情況；因此，軸承動態摩擦力矩的好壞，在很大程度上代表了軸承動態性能的好壞和軸承質量的高低。在國內外軸承行業中，對轉速小于20轉/分鐘的軸承低速動態摩擦力矩測量儀是檢測軸承動態性能好壞的必要儀器。

目前在國內外，軸承低速動態摩擦力矩測量儀的研制原理主要有三種。

第一種為驅動軸采用空氣軸承、力矩信號采用電橋補償處理的方法進行研制。優點是：空氣軸承對被測軸承的干擾非常小，所測的力矩信號更真實地反映了軸承動態摩擦力矩的性能；缺點是：由于對壓縮空氣的質量要求非常嚴格，需要專門的除濕和除塵設備，因此整套儀器的價格較高(國產儀器在30萬元以上，進口儀器在60萬元以上)，使用和維護費也很高，并且儀器的使用壽命也不高，使用兩年后就要大修。

第二種為通過低速電機帶動齒輪驅動被測軸承，通過力桿拉緊鋼絲對被測軸承加載，通過力矩傳感器采集力矩信號。優點是：結構簡單，儀器價格較低，使用和維護費也較低；缺點是：

1)齒輪運轉對被測軸承帶來一定的干擾；

2)鋼絲隨被測軸承扭動帶來的扭矩需要試驗測量，并進行標定、補償，需要經常更換鋼絲，重新標定；對鋼絲扭矩性能的一致性要求很嚴，否則要修訂補償設置；

3)被測軸承撥動力矩傳感器帶來的沖擊和滯后現象(對于質量好的軸承，這一現象較輕)，將使力矩傳感器采集的信號與軸承的真實力矩有很大的誤差，這也是這類力矩儀致命的難點，所以這類力矩儀只能用于測量對力矩要求較低的較大尺寸的軸承上。

第三種為近年來國外研制的通過被測軸承帶動動光柵，根據動光柵與靜光柵比對產生的信號，并經專門開發的分析軟件進行處理，獲得軸承的動態摩擦力矩。優點是：所測量分析出的力矩信號更真實、可靠。缺點是：

1)技術難度很大；

2)對動、靜光柵的制造精度和安裝精度要求非常高，目前國內很難制造出這樣高精度的光柵，對中國的進口控制也很嚴。

對于軸承內徑小于10毫米的微型軸承，其動態摩擦力矩一般在0.1mN.m以下，最小為0.002mN.m；因此對力矩儀的精度、誤差要求非常高，研制難度很大。但由于高精度的微型軸承又廣泛用于航天、航空領域，該類軸承的動態摩擦力矩往往是衡量其品質好壞的驗收必檢項目。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型設計了一種用于檢測軸承動態摩擦力矩的測量儀，該測量儀采用雙阻尼補償系統，可有效降低干擾力矩，在很大程度上提高了被測軸承運轉的精度和穩定性。

為實現上述發明目的，本實用新型采用如下技術方案：

所述的用于檢測軸承動態摩擦力矩的測量儀主要是由支撐軸承、主軸、外座、撥桿、加載桿、力矩傳感器、支架、阻尼油杯、加載線、加載砝碼、加載阻尼油杯、電機、電控箱、皮帶輪、柔性聯軸器、計算機構成，其中被測軸承外圈放置在外座的臺階內，被測軸承內圈穿入加載桿，加載桿上端套入帶有柔性材料的撥桿，撥桿(5)撥動固定在支架上的力矩傳感器，力矩傳感器被固定在支架上，在力矩傳感器的下端設置有阻尼油杯；外座的下端聯接有一同轉動的主軸，主軸被固定在測量儀上的支撐軸承支撐固定，主軸的下端通過柔性聯軸器聯接有皮帶輪，皮帶輪由電機驅動，電機由電控箱和設計好程序的計算機聯動控制；在加載桿上聯接有加載線，加載線再聯接加載砝碼，加載砝碼懸在加載阻尼油杯中。

由于采用如上所述的技術方案，本實用新型產生如下解決效果：

1、本實用新型結構簡單緊湊，無需外部設備，價格可控制在10萬元以內，且操作非常可靠、方便。

2、通過采用雙阻尼補償系統、高精度軸系、閉環驅動控制系統等技術手段，有效地降低干擾力矩產生誤差，提高了精度和穩定性。

3、本實用新型經23、95和18三個型號軸承的試驗驗證，其精度與誤差小于5％，而國內研制的低速動態摩擦力矩儀的精度與誤差大多為10％以上，具有廣泛的推廣應用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖1中：1—支撐軸承；2—主軸；3—外座；4—被測軸承；5—撥桿；6—加載桿；7—力矩傳感器；8—支架；9—阻尼油杯；10—加載線；11—加載砝碼；12—加載阻尼油杯；13—電機；14—電控箱；15—皮帶輪；16—柔性聯軸器；17—計算機。

具體實施方式