[發(fā)明專利]一種軸承載流摩擦測試裝置及方法

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• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111189637A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹維;高建華;劉藝
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)天津高端裝備研究院
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01N17/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 耿樹志

1.一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：包括控制系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、載流系統(tǒng)和軸承系統(tǒng)。

所述控制系統(tǒng)包括控制柜和計算機(jī)，控制柜通過控制數(shù)據(jù)線與計算機(jī)相連；

所述加載系統(tǒng)包括陶瓷球、砝碼和杠桿；

所述夾具系統(tǒng)包括軸承座導(dǎo)向、軸承座I、碳板夾具、軸承座II、直線軸承、彈簧、導(dǎo)桿和絕緣板；

所述驅(qū)動系統(tǒng)包括隔熱層I、隔熱層II、電機(jī)、連接軸和軸承座II；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電壓表、扭矩傳感器、電流表、紅外相機(jī)和溫度傳感器；

所述載流系統(tǒng)包括弧形碳板和升流器；

所述軸承系統(tǒng)包括軸承平面墊圈I、滾珠和軸承平面墊圈II；

砝碼放置于砝碼托盤上，砝碼托盤掛在杠桿端部，杠桿以杠桿支架為支點，杠桿另一端與陶瓷球接觸，陶瓷球與固定陶瓷器擋圈相接；陶瓷球與固定陶瓷器擋圈相接，固定陶瓷球擋圈固定于軸承座底部；

其中，軸承座I置于軸承座導(dǎo)向內(nèi)，軸承平面墊圈I與軸承座I配合，軸承平面墊圈I、滾珠、軸承平面墊圈II從下至上依次相連，軸承平面墊圈II與軸承座II的下端配合；

軸承座II的上端為軸，與隔熱層I、連接軸通過聯(lián)軸器I相連，軸承座II與弧形碳板相接；

弧形碳板嵌在碳板夾具上，直線軸承嵌入碳板夾具，直線軸承與彈簧相接，彈簧套在導(dǎo)桿上，在彈簧的作用下，將弧形碳板加載于軸承座II的軸表面；

導(dǎo)桿與絕緣板相連，絕緣板固定于固定板III上，固定板III固定于固定板II上；

連接軸、隔熱層II扭矩傳感器通過聯(lián)軸器II相連，扭矩傳感器另一端與電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器III相連，電機(jī)固定于固定板I上，固定板I與固定板II相連，固定板II固定于絕緣臺面上；

升流器通與電流表相連，電流表與碳板夾具連接；同時，升流器與軸承座I連接，電壓表分別與軸承座I、碳板夾具相連，紅外相機(jī)通過固定板III和螺栓固定于絕緣臺面上；溫度傳感器與軸承座I相連，電流表、電壓表、紅外相機(jī)、溫度傳感器分別通過數(shù)據(jù)線與控制柜連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的陶瓷球為陶瓷材料，并通過固定陶瓷器擋圈固定于軸承座I底部，陶瓷球與固定陶瓷器擋圈間隙配合，保證陶瓷球能夠自由轉(zhuǎn)動，且保證軸承座I與杠桿間沒有電流通過。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的軸承座II的下端與軸承平面墊圈II間隙配合；軸承座II的另一端為軸，與隔熱層I、聯(lián)軸器I、連接軸相連，軸承座II軸端兩側(cè)通弧形碳板加載接觸，弧形碳板與軸承座II的軸端配合時，弧形內(nèi)徑與軸的外徑相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的軸承座I、碳板夾具、軸承座II均為銅合金材料；弧形碳板為碳材料；直線軸承的潤滑材料選用固體導(dǎo)電材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述絕緣板可以是陶瓷、電木或工程塑料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的升流器也可為升壓器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述軸承系統(tǒng)的軸承平面墊圈I，滾珠，軸承平面墊圈II，可為球平面軸承、滾針平面軸承、圓柱滾子平面軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的連接軸兩端分別為隔熱層I和隔熱層II，隔熱層的材料為EVA隔熱材料、玻璃棉隔熱材料或纖維紙+有機(jī)硅樹脂隔熱材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承載流摩擦測試裝置，其特征在于：所述的電壓表和電流表，用于監(jiān)測加載于軸承平面墊圈I和軸承平面墊圈II之間的電壓和電流變化。

10.一種軸承載流摩擦測試方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

(1)裝軸承：卸下砝碼，將軸承座I下移，分別將軸承平面墊圈I、滾珠和軸承平面墊圈II，安裝于軸承座I和軸承座II上，軸承座I上移，加載砝碼；

(2)啟動監(jiān)測軟件：啟動電流表、電壓表、溫度傳感器、扭矩傳感器監(jiān)測軟件，啟動電機(jī)，開始無電流條件下的軸承摩擦磨損測試；啟動紅外相機(jī)，連續(xù)或間斷的記錄軸承側(cè)面的溫度情況；

(3)加載電流：啟動升流器，調(diào)節(jié)電流值，進(jìn)行載流條件下的軸承摩擦磨損測試；

(4)結(jié)束試驗：試驗測試結(jié)束后，依次關(guān)閉升流器、電機(jī)、電流表、電壓表、溫度傳感器、扭矩傳感器和紅外相機(jī)，保存相關(guān)數(shù)據(jù)；卸載砝碼，拆下軸承平面墊圈I、滾珠和軸承平面墊圈II。