[發明專利]軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺及試驗方法

有效

• 申請號: 202010462138.9
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111504831B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉建;楊勇;孟煥玉;杜三明;上官寶;張永振;谷春華
• 申請（專利權）人: 河南科技大學;山東東阿鋼球集團有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02;G01M13/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 李天龍

本發明提供了一種軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺及試驗方法，能夠與軸承鋼球配合來模擬軸承鋼球在內、外圈之間運動，為技術人員研究軸承鋼球性能提供數據支持。用于軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺的試驗架，包括基座，用于裝配在試驗臺的機架上；軸承座，活動裝配在基座上，用于安裝陪試軸承，通過陪試軸承轉動支撐與軸承鋼球配合的從動輪；測力傳感器，布置在至少一個軸承座與基座之間，能夠在軸承鋼球進行摩擦實驗時獲取軸承座所受到的力矩。

技術領域

本發明涉及一種軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺及試驗方法。

背景技術

滾動軸承是現代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件之間的滾動接觸來支撐轉動零件的。現有技術中的滾動軸承絕大多數已經標準化，主要包括內圈、外圈、滾動體以及保持架，滾動體與內圈、外圈對應形成了滾動軸承中的摩擦副。滾動體在工作時，會相對于內圈、外圈同時滑動及滾動，滾動體所受摩擦力的大小及方向復雜多變，為保證滾動體以及滾動軸承的使用壽命及可靠性，技術人員會在研發階段對滾動體的摩擦磨損性能進行試驗評估。

現階段技術人員使用的試驗機，大多是對整個軸承在不同的轉速、載荷、環境溫度或潤滑狀態下進行試驗研究，當出現軸承失效或磨損后，由于軸承內圈、外圈與滾動體在工作時受力的復雜性以及滾動體運動軌跡的不確定性，很難確定是何原因導致滾動體損傷的，因此也無法確定用于制作滾動體的軸承材料自身是否存在缺陷。

綜上，技術人員現需要一種能夠單獨對軸承鋼球進行測試的試驗臺，單獨研究軸承鋼球的摩擦磨損性能。該試驗臺上應配置有相應的數據采集裝置，能夠為技術人員研究軸承鋼球提供相應的數據支持。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺的試驗架，能夠在研究軸承鋼球摩擦磨損性能過程中獲取相應的數據；

本發明另外的目的在于提供一種軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺，能夠與軸承鋼球配合來模擬軸承鋼球在內、外圈之間運動，為技術人員研究軸承鋼球性能提供數據支持；

本發明另外的目的還在于提供一種軸承鋼球摩擦磨損性能試驗方法，能夠獲取軸承鋼球在試驗時與從動輪之間的摩擦力矩。

為實現上述目的，本發明中的用于軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺的試驗架采用如下技術方案：

用于軸承鋼球摩擦磨損性能試驗臺的試驗架，包括：

基座，用于裝配在試驗臺的機架上；

軸承座，活動裝配在基座上，用于安裝陪試軸承，通過陪試軸承轉動支撐與軸承鋼球配合的從動輪；

測力傳感器，布置在至少一個軸承座與基座之間，能夠在軸承鋼球進行摩擦實驗時獲取軸承座所受到的力矩。

其有益效果在于：軸承鋼球與從動輪之間的摩擦力能夠驅動從動輪轉動，從動輪轉動支撐在陪試軸承上，陪試軸承的內圈隨從動輪的輪軸一起轉動，陪試軸承的滾動體與陪試軸承內圈之間的摩擦力會阻礙從動輪轉動，陪試軸承的滾動體與外圈之間的摩擦力會作用在軸承座上，布置測力傳感器能夠獲取軸承座所受到的來自于陪試軸承的作用力，該作用力與陪試軸承阻礙從動輪轉動的摩擦力、軸承鋼球與從動輪之間的摩擦力都與從動輪的轉速有關，因此這三者存在關聯。進而可以通過測力傳感器來判斷軸承鋼球與從動輪之間的摩擦力的波動變化，也可以通過調整主動輪及軸承鋼球的運動狀態，使軸承鋼球帶動從動輪做變速運動，進而可以得到從動輪的加速度，而根據牛頓第二定律，從動輪所具有的加速度是軸承鋼球作用于從動輪的驅動力、陪試軸承阻礙從動輪轉動的阻礙力綜合作用的結果，所以可以根據加速度來得到軸承鋼球作用于從動輪、與從動輪摩擦而的驅動從動輪轉動的摩擦力；另外，陪試軸承阻礙從動輪轉動的阻礙力與軸承座所受到的來自于陪試軸承的作用力大小相同，可以根據測力傳感器獲得。本發明通過利用陪試軸承與從動輪之間摩擦力及軸承鋼球與從動輪之間摩擦力的關聯，在試驗架中僅需要布置與軸承座適配的測力傳感器即可，在能夠獲取軸承鋼球與從動輪之間摩擦力矩的前提下，結構也比較簡單。