專利名稱：關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀。
背景技術(shù)：
關(guān)節(jié)軸承的摩擦力矩及旋轉(zhuǎn)靈活性是關(guān)節(jié)軸承動態(tài)性能重要技術(shù)指標(biāo)，其摩擦力 矩大小和波動值直接影響到關(guān)節(jié)軸承的壽命、穩(wěn)定性和可靠性。由于關(guān)節(jié)軸承的自身結(jié)構(gòu) 特點，容易產(chǎn)生不均勻磨損和卡咬現(xiàn)象，最終導(dǎo)致操作失靈，嚴重影響使用關(guān)節(jié)軸承的設(shè)備 的安全性與可靠性。關(guān)節(jié)軸承摩擦力矩由于受各種影響因素的綜合作用，其力矩值呈現(xiàn)一 種隨機的、非穩(wěn)定的周期性變化。鑒于摩擦力矩的隨機性、復(fù)雜性，用理論分析的方法難以 求得其精確值，因此，定量測量關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩對關(guān)節(jié)軸承摩擦力矩實驗研究有著 重要的意義。中國專利申請公開號為CN101458136A的發(fā)明專利公開了一種推力軸承摩擦力 矩測量方法及測量儀，所述測量儀包括加載裝置、驅(qū)動裝置、電氣系統(tǒng)和計算機，加裝裝置 中的空氣主軸連接有力矩傳感器，加載裝置和驅(qū)動裝置由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的計算機給出指 令，并由電氣系統(tǒng)自動控制，力矩傳感器的信號由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集和處理。所述加載裝置 由空氣主軸、空氣軸承、缸體及上壓盤，空氣主軸通過兩個空氣軸承置于缸體內(nèi)，空氣主軸 的上端連接力矩傳感器，其下端連接上壓盤，上壓盤可與待測推力軸承上端接觸；所述驅(qū)動 裝置由下壓盤、支承密珠軸、支承套、伺服電機、支承盤及帶輪和同步帶構(gòu)成，伺服電機通過 帶輪和同步帶驅(qū)動支承密珠軸轉(zhuǎn)動，支撐密珠軸法蘭端連接有下壓盤，下壓盤上放置待測 推力軸承。測量時將被測推力軸承置于加載裝置和驅(qū)動裝置之間，加裝裝置連接有力矩傳感 器，計算機給加載裝置發(fā)出加載指令對被測軸承上端施加軸向載荷，再給驅(qū)動裝置發(fā)出轉(zhuǎn) 動指令以帶動被測軸承下端轉(zhuǎn)動，由于被測軸承內(nèi)部存在摩擦力矩M，在其下端轉(zhuǎn)動時其上 端也會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動趨勢，將摩擦力矩M傳遞到力矩傳感器，力矩傳感器產(chǎn)生的摩擦力矩N將阻 礙被測推力軸承上端轉(zhuǎn)動，并與摩擦力矩M保持動態(tài)平衡，然后力矩傳感器將所測得的摩 擦力矩N信號傳遞到計算機，計算機對被測推力軸承摩擦力矩N數(shù)據(jù)進行采集及預(yù)處理。但是關(guān)節(jié)軸承不能在上、下壓盤的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，這種測量儀不能用于測量關(guān) 節(jié)軸承。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，使用這種測量儀可 以定量測量關(guān)節(jié)軸承的啟動摩擦力矩，為分析關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦性能的影響因素提供可靠 的檢測分析數(shù)據(jù)。本實用新型的技術(shù)方案是關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，包括產(chǎn)生驅(qū)動力矩的 驅(qū)動部分、用于將驅(qū)動力矩傳遞給待測軸承的傳動部分、電氣系統(tǒng)和計算機，所述驅(qū)動部分 包括電機和輔助軸系，所述傳動部分連接在輔助軸系的輸出端，所述電氣系統(tǒng)包括力矩傳感器，所述測量儀還包括用于固定待測關(guān)節(jié)軸承外圈的鎖緊機構(gòu)，所述傳動部分包括與輔 助軸系同軸相對間隔設(shè)置的精密測量軸系、傳動連接于輔助軸系和精密測量軸系之間的傳 動軸、與精密測量軸系傳動連接的用于與待測軸承內(nèi)圈過盈配合的支撐軸，所述力矩傳感 器設(shè)置在傳動軸上，所述電氣系統(tǒng)還包括設(shè)置在傳動軸上的角度傳感器。所述輔助軸系通過皮帶與電機傳動連接。所述精密測量軸系包括空氣軸承和空氣主軸，所述空氣軸承固定設(shè)置在一支架 上，該空氣主軸轉(zhuǎn)動裝配在所述空氣軸承內(nèi)。所述支架上還設(shè)有一導(dǎo)軌，所述鎖緊機構(gòu)滑動裝配在所述導(dǎo)軌上。本實用新型采用直接法測量關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩，驅(qū)動部分通過傳動軸、精密 測量軸系、支撐軸將驅(qū)動力矩傳遞到待測關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈，逐步加大驅(qū)動力矩，直到關(guān)節(jié)軸承 達到啟動狀態(tài)，此時角度傳感器檢測到狀態(tài)信號，計算機記錄當(dāng)前力矩傳感器的力矩值，當(dāng) 關(guān)節(jié)軸承的摩擦力矩為驅(qū)動力矩的唯一負載力矩時，則當(dāng)前力矩傳感器測量值即為關(guān)節(jié)軸 承的摩擦力矩值。采用本實用新型可以有效的定量檢測關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩及旋轉(zhuǎn)靈活 性的性能指標(biāo)，為分析關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦性能的影響因素提供可靠的檢測分析數(shù)據(jù)，依次 來改進關(guān)節(jié)軸承涉及參數(shù)、改進加工工藝和潤滑等影響關(guān)節(jié)軸承摩擦力矩的因素，從而提 高關(guān)節(jié)軸承的質(zhì)量。將鎖緊機構(gòu)安裝在導(dǎo)軌上，可以根據(jù)關(guān)節(jié)軸承的尺寸范圍來調(diào)整鎖緊機構(gòu)的位 置，從而可以擴大本實用新型的使用范圍。

圖1為本實用新型電氣控制原理圖；圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1所示為本實用新型關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀的電氣控制原理圖，由控制 電路驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，電機輸出驅(qū)動力矩M,驅(qū)動力矩M經(jīng)一系列機械傳動件傳遞到關(guān)節(jié)軸 承上，通過逐步增大輸出力矩，直到關(guān)節(jié)軸承達到啟動狀態(tài)，此時角度傳感器監(jiān)測到狀態(tài)信 號，計算機記錄當(dāng)前力矩傳感器的力矩值。如圖1所示，驅(qū)動部分和測量環(huán)節(jié)通過角度傳感器組成一個閉環(huán)測量過程，可以 有效的滿足瞬態(tài)測量要求。圖2所示為本實用新型關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀的結(jié)構(gòu)示意，關(guān)節(jié)軸承啟動 摩擦力矩測量儀包括產(chǎn)生驅(qū)動力矩的驅(qū)動部分、用于將驅(qū)動力矩傳遞給待測軸承的傳動部 分、用于固定關(guān)節(jié)軸承外圈的鎖緊機構(gòu)、電氣系統(tǒng)和計算機，所述驅(qū)動部分包括設(shè)置在底座 14上的電機12和輔助軸系13，所述電機12和輔助軸系13之間通過同步皮帶輪11傳動連 接，該輔助軸系13的輸出端通過聯(lián)軸器10與傳動部分的傳動軸16傳動連接；所述傳動部 分包括與輔助軸系13同軸相對間隔設(shè)置的精密測量軸系、傳動連接于輔助軸系13和精密 測量軸系之間的傳動軸16、與精密測量軸系傳動連接的用于與待測軸承內(nèi)圈過盈配合的支 撐軸3，所述傳動軸16上套裝有力矩傳感器8和角度傳感器7，所述力矩傳感器8和角度傳 感器7固設(shè)在傳感器支架9上，傳動軸16 —端通過連接套6與傳動部分的精密測量軸系相連接，該精密測量軸系包括固定設(shè)置在支架15上的空氣軸承4和空氣主軸17，所述空氣主 軸17轉(zhuǎn)動裝配在空氣軸承4內(nèi)，所述空氣主軸17 —端通過連接套6與傳動軸16傳動連接， 另一端傳動連接有用于與關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈傳動配合的支撐軸3;該支架15上還固設(shè)有一導(dǎo)軌 5，所述鎖緊機構(gòu)2滑動裝配在導(dǎo)軌5上。工作時，控制電路驅(qū)動電機12啟動，通過同步皮帶11帶動輔助軸系13轉(zhuǎn)動，輔助 軸系13向傳動軸16施加驅(qū)動力矩，驅(qū)動力矩經(jīng)精密測量軸系傳遞到支撐軸3上，再由支撐 軸3傳遞到關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈1上，通過逐步增大輸出轉(zhuǎn)矩，當(dāng)關(guān)節(jié)軸承達到啟動狀態(tài)，角度傳 感器7監(jiān)測到狀態(tài)信號，計算機記錄當(dāng)前力矩傳感器8的力矩值，當(dāng)關(guān)節(jié)軸承的摩擦力矩時 驅(qū)動力矩的唯一負載力矩時，則當(dāng)前力矩傳感器的測量值極為關(guān)節(jié)軸承的摩擦力矩值。采用空氣軸承，其空氣主軸和空氣軸承的啟動摩擦力矩相比起關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦 力矩可忽略不計。采用本測量儀測量關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩，力矩傳感器的信號經(jīng)過電氣測量電路 傳遞到計算機，經(jīng)計算機處理后，得出關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩值，然后測量多點后可以得出 軸承啟動力矩的最大值、平均值及力矩變化值。
權(quán)利要求關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，包括產(chǎn)生驅(qū)動力矩的驅(qū)動部分、用于將驅(qū)動力矩傳遞給待測軸承的傳動部分、電氣系統(tǒng)和計算機，所述驅(qū)動部分包括電機和輔助軸系，所述傳動部分連接在輔助軸系的輸出端，所述電氣系統(tǒng)包括力矩傳感器，其特征在于所述測量儀還包括用于固定待測關(guān)節(jié)軸承外圈的鎖緊機構(gòu)，所述傳動部分包括與輔助軸系同軸相對間隔設(shè)置的精密測量軸系、傳動連接于輔助軸系和精密測量軸系之間的傳動軸、與精密測量軸系傳動連接的用于與待測軸承內(nèi)圈過盈配合的支撐軸，所述力矩傳感器設(shè)置在傳動軸上，所述電氣系統(tǒng)還包括設(shè)置在傳動軸上的角度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，其特征在于所述輔助軸系 通過皮帶與電機傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，其特征在于所述精密測量 軸系包括空氣軸承和空氣主軸，所述空氣軸承固定設(shè)置在一支架上，該空氣主軸轉(zhuǎn)動裝配 在所述空氣軸承內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，其特征在于所述支架上還 設(shè)有一導(dǎo)軌，所述鎖緊機構(gòu)滑動裝配在所述導(dǎo)軌上。
專利摘要本實用新型公開了關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩測量儀，包括驅(qū)動部分、傳動部分、電氣系統(tǒng)和計算機，所述驅(qū)動部分包括電機、輔助軸系，傳動部分連接在輔助軸系的輸出端，電氣系統(tǒng)包括力矩傳感器，測量儀還包括用于固定待測關(guān)節(jié)軸承外圈的鎖緊機構(gòu)，傳動部分包括精密測量軸系、傳動軸和支撐軸，所述力矩傳感器設(shè)置在傳動軸上，所述電氣系統(tǒng)還包括設(shè)置在傳動軸上的角度傳感器。采用本實用新型可以有效的定量檢測關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦力矩及旋轉(zhuǎn)靈活性的性能指標(biāo)，為分析關(guān)節(jié)軸承啟動摩擦性能的影響因素提供可靠的檢測分析數(shù)據(jù)，依次來改進關(guān)節(jié)軸承涉及參數(shù)、改進加工工藝和潤滑等影響關(guān)節(jié)軸承摩擦力矩的因素，從而提高關(guān)節(jié)軸承的質(zhì)量。
文檔編號G01L3/00GK201600209SQ20092029729
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者劉金秀, 廖家祥, 朱孔敏, 李副來, 李國斌, 胡波, 高奮武 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司