[发明专利]一种无机械接触加载的滚动轴承摩擦力矩测量台

说明书

本发明涉及一种无机械接触加载的滚动轴承摩擦力矩测量台，属机械测量技术领域；本发明包括加载支架、加载机构等部件，试验轴承安装于主轴动力装置的主轴上，轴承内圈跟随主轴旋转，轴承外圈安装固定在测力盘上，测力盘底部和加载机构的加载推块上分别安装有磁铁块，在两块磁铁之间通过磁铁排斥力传递加载力实现无机械接触加载，测力盘侧面与加载支架之间安装有拉力传感器，当主轴驱动试验轴承的内圈旋转时，由于试验轴承存在摩擦力矩，带动试验轴承外圈和测力盘旋转，拉力传感器产生平衡力矩与试验轴承摩擦力矩平衡，通过测量拉力传感器的拉力计算试验轴承摩擦力矩；本发明利用磁铁斥力进行无机械接触加载，具有摩擦力矩测量精度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种无机械接触加载的滚动轴承摩擦力矩测量台，属机械测量技术领域。

背景技术

滚动轴承是广泛使用的一种旋转支撑机械元件，它将转动轴与轴承座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦达到减少摩擦损失的作用，滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转，外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用，保持架能使滚动体均匀分布，由于外圈、内圈、保持架、钢球、密封圈之间互相接触，因此存在着摩擦阻力，摩擦阻力以摩擦力矩的方式作用于转动轴上并对传动系统的动态性能有重要影响。滚动轴承的摩擦力矩可以用来评价滚动轴承运转灵活性和分析滚动轴承摩擦与润滑状态的重要指标，摩擦力矩的准确测量有利于正确评价轴承的摩擦性能，为分析轴承摩擦阻力的影响因素、改进轴承结构设计和制造工艺提供依据。

常见的滚动轴承摩擦力矩测量方法是平衡力法，平衡力法是在转动轴上作用与所受的转矩大小相等、方向相反的平衡力矩来测量力矩，对于滚动轴承的摩擦力矩测量，当驱动被测轴承内圈旋转，由于被测轴承摩擦力矩的存在，带动轴承外圈旋转，作用于力臂杆上的平衡力阻碍被测轴承外圈的旋转，使平衡力与被测轴承摩擦力矩保持动态平衡。目前在滚动轴承摩擦力矩测量中常用的加载方法有杠杆砝码加载、弹簧加载、液压加载，存在的最大问题是加载机构与轴承外圈支座有接触，由于滚动轴承摩擦阻力相对于加载载荷来说很小很小，比加载载荷小3个数量级，因此加载机构与轴承外圈支座之间的接触摩擦会对滚动轴承摩擦力矩的测量精度有重大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无机械接触加载的滚动轴承摩擦力矩测量台，试验轴承安装于主轴动力装置的主轴上，轴承内圈跟随主轴旋转，轴承外圈安装固定在测力盘的内圆面中，测力盘底部的圆弧槽中安装有上磁铁块，加载机构的加载推块顶部圆弧槽中安装有下磁铁块，两个磁铁块之间相互接近的面为同极性的面，构成永磁斥力型磁悬浮力传递面，使得加载机构只向上通过磁斥力对测力盘施加载荷作用力，而加载机构与测力盘没有机械接触，因此它们之间没有摩擦力，测力盘侧面与加载支架之间安装有拉力传感器，用于测量滚动轴承的摩擦力矩。当主轴动力装置的主轴驱动试验轴承的内圈旋转时，由于试验轴承存在摩擦力矩，有带动试验轴承外圈旋转和进一步带动测力盘旋转的趋势，安装在测力盘侧面的拉力传感器受拉力产生平衡拉力阻止测力盘和试验轴承外圈旋转，使得平衡拉力产生的平衡力矩与试验轴承摩擦力矩保持动态平衡，通过动态测量拉力传感器的拉力就能计算出试验轴承摩擦力矩。本发明的特点是利用磁斥力进行加载，实现无机械接触加载，从而提高滚动轴承摩擦力矩的测量精度，本发明结构紧凑、机构简单、容易推广应用。

本发明采用的技术方案是：一种无机械接触加载的滚动轴承摩擦力矩测量台，包括加载支架1、加载机构2、压力传感器3、加载推块4、下磁铁块5、上磁铁块6、测力盘端盖7、试验轴承8、测力盘9、轴承压紧螺母10、主轴11、主轴箱12、伺服电机13、拉力传感器14、螺钉15、螺栓16、测量台底板17、螺栓18；