[发明专利]一种圆柱滚子轴承综合性能试验机及其试验方法

权利要求书

1.一种圆柱滚子轴承综合性能试验机，其特征在于包括：试验台（1）、驱动装置（2）、气浮径向加载装置（3）、轴承轴向定位装置（4）、振动测量装置（5）、摩擦力矩测量装置（6）和计算机电脑（7），所述驱动装置（2）用于驱动轴承（9）转动，所述气浮径向加载装置（3）用于对轴承（9）提供气浮径向加载，所述轴承轴向定位装置（4）用于对轴承（9）进行轴向定位，所述驱动装置（2）、气浮径向加载装置（3）与轴承轴向定位装置（4）沿一直线设置在试验台（1）上，所述振动测量装置（5）安装在驱动装置（2）上，所述摩擦力矩测量装置（6）设置在气浮径向加载装置（3）的旁侧，所述计算机电脑（7）设置在试验台（1）的边缘处；所述驱动装置（2）包括底座（21）、驱动电机（22）、联轴器（23）和主轴（24），所述底座（21）上设有与主轴（24）转动配合的转槽，所述驱动电机（22）与底座（21）临近设置在试验台（1）上，所述主轴（24）转动设置在底座（21）的转槽内，所述主轴（24）的一端通过联轴器（23）与驱动电机（22）的输出端固定连接；所述气浮径向加载装置（3）包括定位盘（31）、底板（32）、通气框（33）、轴承外圈保持器（34）、夹固架（35）、空气压缩机（36）、空气转运盒体（37）和气压调节器（38），所述夹固架（35）呈半圆环状，所述夹固架（35）的内侧壁上设有与通气框（33）连通的喷气口（352），所述定位盘（31）连接在主轴（24）的另一端，所述底板（32）设置在试验台（1）上，所述通气框（33）呈竖直安装在底板（32）上，所述夹固架（35）设置在通气框（33）的顶部，所述轴承外圈保持器（34）设置在夹固架（35）上，且轴承外圈保持器（34）的头端与定位盘（31）抵触，所述空气压缩机（36）位于试验台（1）的旁侧，所述空气转运盒体（37）设置在试验台（1）上，所述空气转运盒体（37）通过软管与通气框（33）连通，所述气压调节器（38）连通在空气转运盒体（37）的侧壁上，所述气压调节器（38）与空气压缩机（36）通过软管连通。

2.根据权利要求1所述的圆柱滚子轴承综合性能试验机，其特征在于：所述轴承轴向定位装置（4）包括气缸（41）、轴向定位器（42）和温度传感器（43），所述气缸（41）呈水平设置在空气转运盒体（37）的顶部，且气缸（41）通过软管与空气压缩机（36）连通，所述轴向定位器（42）设置在气缸（41）的输出端上，且轴向定位器（42）与轴承外圈保持器（34）的尾端抵触，所述温度传感器（43）嵌设在轴向定位器（42）内，且温度传感器（43）的检测端延伸至轴承外圈保持器（34）内，所述气压调节器（38）与气缸（41）通过软管连通。

3.根据权利要求2所述的圆柱滚子轴承综合性能试验机，其特征在于：所述定位盘（31）和轴向定位器（42）上均设有若干个等角度设置的球形凸起（8），所述球形凸起（8）用于减少与轴承外圈保持器（34）的接触面积。

4.根据权利要求3所述的圆柱滚子轴承综合性能试验机，其特征在于：所述振动测量装置（5）包括安装框（51）、振动传感器（52）和两个夹紧固定器（56），所述安装框（51）的尾端设有升降滑轨（53），所述升降滑轨（53）上滑动安装有滑块（54），所述安装框（51）的侧壁上设有用于调节滑块（54）高度的调节旋钮（55），所述夹紧固定器（56）用于夹紧轴承外圈保持器（34），所述安装框（51）设置在底座（21）的顶部，所述振动传感器（52）设置在滑块（54）的顶部，且振动传感器（52）位于轴承外圈保持器（34）的正上方，两个夹紧固定器（56）呈左右对称螺纹固定在夹固架（35）上。

5.根据权利要求4所述的圆柱滚子轴承综合性能试验机，其特征在于：所述摩擦力矩测量装置（6）包括传感器支架（61）和传动细绳（62），所述传感器支架（61）的侧壁上安装拉力传感器（63），所述传动细绳（62）呈水平设置，且传动细绳（62）的两端分别与拉力传感器（63）以及轴承外圈保持器（34）固定连接。

6.根据权利要求5所述的圆柱滚子轴承综合性能试验机的试验方法，包括如下步骤：

（1）对轴承（9）进行振动测试，将轴承（9）安装在主轴（24）上并使得轴承（9）置于轴承外圈保持器（34）内，旋紧两个夹紧固定器（56）使得轴承外圈保持器（34）被固定，通过气缸（41）驱动轴向定位器（42）对轴承（9）进行轴向定位，随后启动驱动电机（22），启动驱动电机（22）的转速控制在1000～3000r/min，通过旋转调节旋钮（55）能够让滑块（54）向下移动，位于滑块（54）上的振动传感器（52）逐渐靠近轴承外圈保持器（34），直到振动传感器（52）接触到轴承外圈保持器（34）后停止旋转调节旋钮（55），之后由振动传感器（52）去采集振动的大小；

（2）振动测试时进行温度采集，通过温度传感器（43）对轴承（9）的总体温度变化进行采集；

（3）对轴承（9）进行摩擦力矩测试，反向旋转调节旋钮（55）使得振动传感器（52）远离轴承外圈保持器（34），安装好传动细绳（62），通过气缸（41）驱动轴向定位器（42）对轴承（9）进行轴向定位，旋松两个夹紧固定器（56），使得夹紧固定器（56）与轴承外圈保持器（34）不接触，随后启动驱动电机（22），驱动电机（22）的转速控制在1000～3000r/min，再启动气浮径向加载装置（3），通过空气压缩机（36）将压缩空气输送至夹固架（35）的喷气口（352），通过气压调节器（38）能够对压缩空气进行气压调节，之后压缩空气通过喷气口（352）向轴承外圈保持器（34）底部进行喷气，这样无需接触轴承（9）就能够对轴承外圈保持器（34）内的轴承（9）施加径向加载，承载力范围为0～500N，通过拉力传感器（63）去采集轴承（9）摩擦力矩的大小；

（4）摩擦力矩测试时进行温度采集，通过温度传感器（43）对轴承（9）的总体温度变化进行采集。