專利名稱：含油軸承動態負載性能試驗臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含油軸承動態負載性能試驗臺。
背景技術：
含油軸承是用金屬粉末和其它減磨材料經壓制、燒結、整形和浸油而成，其材料呈多孔質特征，能儲存潤滑油，具有自潤滑作用。它常用于不便加潤滑油或者不能有潤滑油泄露的情況，如食品加工機器和紡織機械，它還在農業機械、儀器儀表以及微電機中得到廣泛的應用。我國含油軸承的年產量以億件計。對含油軸承的研究與應用，除了在結構、工藝、材料等方面的研究，含油軸承的性能評定方法也是一個十分值得重視的研究課題。目前國內還沒有統一的含油軸承摩擦學性能臺架測試方法、評定標準和測試臺架。
發明內容
本發明的目的在于提供一種含油軸承動態負載性能試驗臺，是用于測試動態加載條件下，含油軸承PV值、滑動摩擦系數、溫升摩擦學性能。
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下一種含油軸承動態負載性能試驗臺包括驅動裝置，加載裝置，試驗信號采集控制系統；其中1)驅動裝置包括兩路，一路由三相異步電動機通過帶輪帶動主軸箱的主軸轉動，主軸箱的主軸上裝有對偶試件軸，被測含油軸承裝在對偶試件軸上，含油軸承安裝在加載套內；另一路是直流減速電機的輸出軸上裝有偏心輪；2)加載裝置第一杠桿的一端掛有砝碼，另一端與滑輪相接觸，滑輪上的支承桿與滾珠直線導軌相垂直固定連接，滾珠直線導軌的一端與偏心輪相接觸，第一杠桿中間裝有第一加載刀口，第一加載刀口下裝有第二加載刀口，第二加載刀口安裝在加載套上，在加載套下面裝有第二杠桿，第二杠桿與負載傳感器相接觸；溫度傳感器插入加載套的孔內，與含油軸承的外表面相接觸；3)試驗信號采集控制系統工控機通過串行口與智能模塊ADAM4520相聯，智能模塊ADAM4520另一端分別與智能模塊ADAM4050、ADAM4024、ADAM4019通過數據線相聯；智能模塊ADAM4050、ADAM4024與變頻器相聯，變頻器再與三相異步電動機相聯；智能模塊ADAM4019另一端通過數據線分別與溫度傳感器，放大器，變頻器相聯，放大器再接有負載傳感器。
本發明具有的有益的效果是利用偏心輪產生動態加載力和ADAM4000系列智能模塊實現信號的檢測和控制。是用于測試動態加載條件下，含油軸承PV值、滑動摩擦系數、溫升摩擦學性能。該試驗臺結構簡單，制造成本低，性能穩定，智能化程度高。
本含油軸承動態負載試驗臺主要適合小型含油軸承的性能參數試驗，其技術參數如下1)含油軸承內徑Φ8-20 mm；2)含油軸承外徑Φ12-40mm；3)含油軸承寬度8-40mm；4)轉速調節范圍0-3000rpm；5)載荷范圍1.3-20kg；6)測量溫度范圍0-150℃；7)摩擦系數測量范圍0.05-0.5。
圖1是含油軸承動態負載試驗臺組成示意圖；圖2是圖1含油軸承動態負載試驗臺組成側視圖；圖3是試驗臺的數據信號控制和采集系統。
圖中1-三相異步電動機，2-主軸箱，3-對偶試件軸，4-含油軸承，5-加載套， 6-負載傳感器，7-杠桿，8-溫度傳感器，9-砝碼，10-偏心輪，11，12-加載刀口，13-杠桿，14-滾珠直線導軌，15-聯軸器，16-直流減速電機。
具體的實施方式如圖1、圖2所示，三相異步電動機1提供一個0-1500rpm的轉速，通過V帶(傳動比n1/n2＝2)把轉速傳遞給主軸箱2的主軸，主軸和對偶試件軸3通過固定銷連接。含油軸承4同對偶試件軸3配合，安裝在加載套5內。含油軸承運動時所產生的摩擦力通過杠桿7傳遞給負載傳感器6；溫升的變化利用溫度傳感器8進行測量。動態負載利用杠桿13的杠桿原理，通過加載刀口11、12傳遞到加載套5上，實現對含油軸承的加載。加載刀口11作用于杠桿13中間，加載刀口11、12用來保證力傳遞的單向性，即保證負載力徑向作用于含油軸承；杠桿13一端作用于砝碼9的重力，保持此力矩不變；另一端為可變作用點。直流減速電動機16產生的轉速，通過聯軸器15，帶動偏心輪10轉動，從而帶動滾動直線導軌14左右移動，實現可變作用點在杠桿13上的位移，在加載刀口11上產生一個動態的負載力。
如圖3所示，信號控制和采集通過4個ADAM4000系列的智能模塊和工控機來實現。利用ADAM4019通用模擬量信號輸入模塊中的T/C(熱電偶信號)端口來采集溫度傳感器8的溫度信號和兩個V(伏級電壓量)端口分別采集來自負載傳感器6的摩擦力信號和來自變頻器的轉速信號；ADAM4024模擬量信號輸出模塊來控制輸出4～20mA的模擬電流量給變頻器，來控制變頻器的輸出電壓頻率，實現對三相異步電動機1的轉速控制，使電機輸出轉速范圍為0～1500rpm；用ADAM4050數字信號輸入輸出模塊來控制電動機的起停。在輸出通道，當輸出的數字信號為1時，輸出的電壓為30V，輸出最大電流為30mA，通過變頻器接通電動機的電源，電動機起動；當輸出的數字信號為0時是，輸出的電壓為0V，通過變頻器，切斷了電動機的電源，電動機關閉。工控機為FR-S520S-1.5K-CHR，放大器為YZ-C，負載傳感器為YZ201。
1.PV值的測量利用第一杠桿13和偏心輪10的工作原理，利用下列公式來計算測得PV值。
(1)負載力W的計算W=2l-e(1-cos(2πnt))l-e(1-cos(2πnt))G]]>式中 l-砝碼至負載刀口的距離(mm)e-偏心輪的偏心距(mm)n-直流減速電機轉速(rpm)G-砝碼質量(g)(2)PV值的計算PV=9.8×Wd×B·πdn60×1000]]>=0.00053·nWB]]>式中d-試驗軸承內徑(mm)n-軸頸轉速(rpm)B-軸承寬度(mm)
P-比壓(N·mm-2)V-軸頸線速度(m/s)2.摩擦系數的測量根據負載傳感器6測得的數值，通過計算可得摩擦系數。
摩擦系數的計算μ=M‾rW=FL·1rW]]>式中M-摩擦力矩平均值(N·mm)F-作用在壓力傳感器處的壓力(g)L-杠桿1臂長(mm)r-試驗軸承內半徑(mm)3.溫升的測量利用溫度傳感器8直接測量所得。
權利要求
1.一種含油軸承動態負載性能試驗臺，其特征在于包括驅動裝置，加載裝置，試驗信號采集控制系統；其中1)驅動裝置包括兩路，一路由三相異步電動機(1)通過帶輪帶動主軸箱(2)的主軸轉動，主軸箱(2)的主軸上裝有對偶試件軸(3)，被測含油軸承(4)裝在對偶試件軸(3)上，含油軸承(4)安裝在加載套(5)內；另一路是直流減速電機(16)的輸出軸上裝有偏心輪(10)；2)加載裝置第一杠桿(13)的一端掛有砝碼(9)，另一端與滑輪相接觸，滑輪上的支承桿與滾珠直線導軌(13)相垂直固定連接，滾珠直線導軌(13)的一端與偏心輪(10)相接觸，第一杠桿(13)中間裝有第一加載刀口(11)，第一加載刀口(11)下裝有第二加載刀口(12)，第二加載刀口(12)安裝在加載套(5)上，在加載套(5)下面裝有第二杠桿(7)，第二杠桿(7)與負載傳感器(6)相接觸；溫度傳感器(8)插入加載套(5)的孔內，與含油軸承(4)的外表面相接觸；3)試驗信號采集控制系統工控機通過串行口與智能模塊ADAM4520相聯，智能模塊ADAM4520另一端分別與智能模塊ADAM4050、ADAM4024、ADAM4019通過數據線相聯；智能模塊ADAM4050、ADAM4024與變頻器相聯，變頻器再與三相異步電動機(1)相聯；智能模塊ADAM4019另一端通過數據線分別與溫度傳感器(8)，放大器，變頻器相聯，放大器再接有負載傳感器(6)。
2.根據權利要求1所述的一種含油軸承摩擦學性能測試試驗臺，其特征在于工控機為FR-S520S-1.5K-CHR，放大器為YZ-C，負載傳感器為YZ201。
全文摘要
本發明公開了一種含油軸承摩擦學性能測試試驗臺。由驅動裝置，加載裝置，試驗信號采集控制系統組成。本發明利用偏心輪產生動態加載力和ADAM4000系列智能模塊實現信號的檢測和控制。是用于測試動態加載條件下，含油軸承PV值、滑動摩擦系數、溫升摩擦學性能。該試驗臺結構簡單，制造成本低，性能穩定，智能化程度高。
文檔編號G01M13/00GK1587952SQ200410052708
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月7日 優先權日2004年7月7日
發明者顧大強, 王行 申請人:浙江大學