[發(fā)明專利]一種軸承摩擦系數(shù)測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011081727.9
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112179842A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武文華;郭沖沖;呂柏呈;李文遠(yuǎn);童韻;孟堯;徐康琪;王明軒
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01M13/04
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠;花向陽

一種軸承摩擦系數(shù)測量裝置，屬于模擬試驗機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置利用手輪驅(qū)動絲杠進(jìn)而壓縮彈簧的方式，模擬核動力平臺推力調(diào)心滾子軸承載荷的施加，同時利用電機(jī)驅(qū)動偏心輪帶動齒條齒輪運(yùn)動，模擬受檢軸承的運(yùn)動形式，通過信號采集機(jī)構(gòu)的傳感器集成測試數(shù)據(jù)，最終計算得到受檢軸承的摩擦系數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置具有設(shè)計合理、多工況設(shè)置、測量精確等優(yōu)點，可以高度反映海洋核動力平臺連接結(jié)構(gòu)中推力調(diào)心滾子軸承摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。該測試裝置能夠模擬出其在服役條件下的摩擦磨損情況，可以根據(jù)不同海況條件設(shè)置不同壓力、不同轉(zhuǎn)速等實驗參數(shù)進(jìn)行研究，為海洋核動力平臺的推力調(diào)心滾子軸承的損傷故障研究提供可靠的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軸承摩擦系數(shù)測量裝置，屬于模擬試驗機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

海洋核動力平臺作為海上使用核能源的艦船，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機(jī)結(jié)合，主要為海洋石油開采、偏遠(yuǎn)島嶼、海水淡化供應(yīng)能源，其所具有節(jié)能減排，對海洋環(huán)境危害小等優(yōu)點，被認(rèn)為是海上能源替代最理想的方式。海洋核動力平臺采用軟剛臂單點系泊系統(tǒng)實現(xiàn)對平臺的系泊定位。由于設(shè)計理論的不成熟、環(huán)境荷載的不確定性、服役年限延長以及系泊結(jié)構(gòu)運(yùn)動的復(fù)雜性軟剛臂單點系泊系統(tǒng)中的推力調(diào)心滾子軸承長期在的海洋環(huán)境下服役，其往復(fù)運(yùn)動引起交變應(yīng)力循環(huán)，造成疲勞損傷，導(dǎo)致系泊定位失效事故，因此針對推力調(diào)心滾子軸內(nèi)部的損傷研究十分必要。

摩擦系數(shù)作為推力調(diào)心滾子軸承損傷過程中的重要指標(biāo)，一直以來都面臨不易獲取的難題。一些學(xué)者通過數(shù)值仿真模擬研究，針對推力調(diào)心滾子軸承的摩擦系數(shù)設(shè)置主要靠查閱相關(guān)設(shè)計指標(biāo)或者平臺規(guī)范，從而忽略了真實推力調(diào)心滾子軸承結(jié)構(gòu)摩擦系數(shù)隨服役的時間變化，低估了真實情況的風(fēng)險性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種軸承摩擦系數(shù)測量裝置，本發(fā)明具有設(shè)計合理、多工況設(shè)置、測量精確等優(yōu)點，可以高度反映海洋核動力平臺連接結(jié)構(gòu)中推力調(diào)心滾子軸承摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種軸承摩擦系數(shù)測量裝置，包括工作臺，所述工作臺上設(shè)置動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)、試驗件夾持機(jī)構(gòu)和彈簧加載機(jī)構(gòu)；

所述動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用安裝在工作臺上的電機(jī)驅(qū)動偏心輪，偏心輪通過偏心銷軸與連桿的一端鉸接，連桿的另一端通過銷軸與固定于滑塊上的連接叉鉸接；所述滑塊設(shè)置在工作臺上的兩個平行滑道上，在滑塊的一側(cè)設(shè)有一個與齒輪相嚙合的齒條；

所述試驗件夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在與齒輪固定連接的齒輪軸上，在齒輪下方的齒輪軸上依次設(shè)有受檢軸承和由軸承座支撐的底軸承，受檢軸承的內(nèi)圈與齒輪軸相配合，受檢軸承的外圈與夾套固定連接，軸承座固定在工作臺上；

所述彈簧加載機(jī)構(gòu)把立架的底端固定在工作臺上，固定在立架頂端的絲母與絲杠相配合；絲杠的上端設(shè)有手輪，絲杠穿過立架的下端部在加載中心線上、從上向下依次設(shè)有上彈簧座、彈簧、下彈簧座、上推力軸承和輪輻式稱重傳感器；輪輻式稱重傳感器經(jīng)下推力軸承與設(shè)置在所述齒輪的上凸臺相連接；所述輪輻式稱重傳感器感知和輸出由彈簧加載機(jī)構(gòu)加載在受檢軸承上的軸向正壓力；

所述夾套通過連接螺桿與S型拉力傳感器的一端連接，S型拉力傳感器的另一端與固定在工作臺上的小支架固定連接；所述S型拉力傳感器感知和輸出由動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)加載在受檢軸承上的徑向摩擦力。

所述S型拉力傳感器采用應(yīng)變式拉力傳感器，輪輻式稱重傳感器采用應(yīng)變式壓力傳感器，S型拉力傳感器與輪輻式稱重傳感器電連接至數(shù)據(jù)采集設(shè)備。