[发明专利]评估轴承保持架耐磨性的装置及方法

说明书

本发明公开了一种评估轴承保持架耐磨性的装置及方法，包括：基座，其上连接有升降台；L型悬臂，其水平端连接在升降台上；电机，其连接在L型悬臂的竖直端；用于连接轴承保持架的保持架夹具，其与电机的电机轴连接；保持架夹具的背面贴有反光纸；变频震动机，其内放置有磨料；保持架夹具通过升降台的升降浸入变频震动机的磨料中；变频震动机放置在防尘箱内；加速度传感器，其设置在变频震动机的上表面；用于测量轴承保持架转速的转速传感器，其位于震动传感器的上方并朝向磨料中的轴承保持架。本发明通过随机点接触磨损模式，提出一种评估轴承保持架耐磨性的方法和装置，可以真实的模拟保持架的运行工况，对保持架的多表面同时进行耐磨性评价。

技术领域

本发明属于摩擦学领域，通过本发明的方法和装置可模拟轴承保持架在高速运行过程中与滚动体、内外圈的摩擦、磨损和冲击行为，进而对保持架的耐磨性能进行快速有效评估。

背景技术

作为精密机械系统的核心部件之一，精密轴承的摩擦学性能直接决定了整个机械系统的可靠性和稳定性。保持架是精密轴承的关键元件，且保持架形式多样，加工成型工序多，在生产加工过程中不可避免的会产生不可预计的缺陷。保持架上的微小缺陷可能导致保持架在运行过程中的异常磨损，从而引起整个系统失效，如在航天航空领域，陀螺马达和飞轮轴承保持架的轻微磨损就会导致摩擦力矩增加，进而引起轴承卡死。因此，开发一种精确，可靠的评价方法和装置用于评价保持架的耐磨性能非常必要。然而，由于保持架形式多样，结构复杂，具有多个磨损面，系统全面评价保持架的耐磨性能是一个科学和技术难题。

目前对保持架的耐磨性进行评价通常使用传统的摩擦磨损实验。这类评价方法需要把保持架制作成标准样品(块状、圆盘状等)，以满足测试需求。在这个过程中首先需要对保持架进行切割以制作成标准样品，因此会破坏保持架的固有形态，其测试过程并不能真实的反应保持架的摩擦磨损工况。此外，传统的摩擦磨损实验基于单点接触、线接触、面接触等磨损形式，只能对与对磨副垂直的平面的摩擦磨损性能进行评估，对保持架的内表面，如兜孔等曲面无法进行有效评估。保持架在轴承中的主要作用为分离滚动体，并随滚动体一起转动，因此其主要磨损形式为滚动体与保持架表面的随机点接触以及磨屑与保持架的随机点接触造成磨损。因此，传统摩擦磨损评价方式并不能真实的反应保持架的运行工况，而且还具有评价时间长，评价指标不统一等缺点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种评估轴承保持架耐磨性的装置，包括：

基座，其上连接有升降台；

L型悬臂，其水平端连接在升降台上；

电机，其连接在L型悬臂的竖直端；

用于连接轴承保持架的保持架夹具，其与电机的电机轴连接；所述保持架夹具的背面贴有反光纸；

变频震动机，其内放置有磨料；所述保持架夹具通过升降台的升降浸入变频震动机的磨料中；所述变频震动机放置在防尘箱内；

加速度传感器，其设置在变频震动机的上表面；

用于测量轴承保持架转速的转速传感器，其位于震动传感器的上方并朝向磨料中的轴承保持架。

优选的是，所述升降台的底部通过内六角螺栓Ⅰ连接在基座上；所述防尘箱为透明亚克力板组成的防尘箱；所述加速度传感器通过螺钉安装到变频震动机的上表面。

优选的是，所述L型悬臂包括通过内六角螺栓Ⅱ连接水平臂和竖直臂；所述水平臂的末端通过内六角螺栓Ⅲ连接在升降台的顶部。

优选的是，所述电机通过电机夹具连接在竖直臂上；所述电机夹具通过内六角螺栓Ⅳ连接在竖直臂的末端。

优选的是，所述电机夹具由两块马蹄形铝合金组成。