专利名称：复合摆动式关节轴承试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测试轴承摩擦磨损特性的试验设备，具体的说是涉及一种用 于测试关节轴承在复合摆动状态下使用寿命的摩擦磨损试验机。
背景技术：
近年来，随着工业的飞速发展，很多行业特别是军事、航空航天及尖端科技领域对 关节轴承的性能和可靠性要求更为严格，这就迫切需要研制出能综合评价关节轴承各项性 能指标的试验设备，以确保轴承产品的质量。由于关节轴承广泛应用于各领域，决定了其工作工况复杂多变。同时，由于关节轴 承特有的几何形状和运动特性，现有的轴承摩擦磨损试验机以单向旋转运动和直线往复运 动为主，与关节轴承的实际工作工况有一定的差距。例如专利号为ZL200820058975. X的中 国发明专利说明书公开了一种高速径向往复摆动的试验机，这种试验机通过电机带动的偏 心摇杆装置驱动轴承座高速的径向往复摆动，同时通过杠杆机构加装砝码对轴承施加径向 载荷以模拟实际工况。这种试验机在测试关节轴承方面具有一定的缺陷，其摆动方向只有 绕轴承轴线的往复摆动，而没有模拟关节轴承的外套在倾斜方向的摆动，更没有出现绕轴 线和倾斜方向同时运动的复合摆动，因而不能完全模拟关节轴承的实际应用工况，其检测 的数据较为片面，同时也不能很好的处理载荷和摆频同时提高的矛盾，这些不足限制了试 验机整体性能的提高。

发明内容
本发明的目的是提供一种复合摆动式关节轴承试验机，以解决现有技术不能试 验关节轴承外圈在倾斜方向摆动的缺陷。本发明复合摆动式关节轴承试验机的技术方案是一种复合摆动式关节轴承试验 机，包括用于与待测关节轴承内圈传动连接的第一传动轴、驱动第一传动轴作往复旋转摆 动的第一驱动机构，还包括用于夹持待测轴承外圈的轴承夹具，在所述轴承夹具上径向传 动连接有第二传动轴，该第二传动轴与第一传动轴的轴线垂直相交，在第二传动轴上传动 连接有驱动其作往复旋转摆动的第二驱动机构。在所述的轴承夹具上连接有用于对待测轴承施加载荷的液压加载机构。所述的第二传动轴通过胀紧器与轴承夹具传动连接。在所述的各传动轴上分别设置有扭矩传感器。在所述轴承夹具中设置有温度传感器。所述的各驱动机构包括驱动电机，各驱动电机的输出轴上分别径向固定有一旋转 盘，各旋转盘上分别固定有一偏心连接销，各传动轴上分别径向固定有一导杆，各导杆中分 别滑动装配有一滑块，所述的各滑块与对应的偏心连接销铰接。在所述的旋转盘上开设有两个以上用于固定偏心连接销的偏心孔，各偏心孔至旋 转盘轴心的距离不等。
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所述的各驱动电机上分别连接有变频控制器。本发明通过在轴承夹具上径向的传动连接第二传动轴，从而可以带动关节轴承的 外圈作径向的倾斜摆动，其比现有技术来说，其不仅可以测试关节轴承的轴向摆动的摩擦 磨损性能，同时还可以测试关节轴承在径向倾斜方向上摆动的摩擦磨损性能，更贴近关节 轴承的实际工作工况，使得测试的数据更加完善，对解决关节轴承在复合摆动状态下的使 用寿命技术指标提供了充分的数据支持。


图1为本发明复合摆动式关节轴承试验机具体实施例的结构示意图； 图2为图1中第二传动轴与连接法兰的连接结构示意图3为图1中液压加载机构的连接结构示意图； 图4为图1中驱动机构的结构示意图。
具体实施例方式为本发明复合摆动式关节轴承试验机的具体实施例如图1至图4所示，其包括一 个轴承夹具1，该轴承夹具1由两个夹持组块组合而成，将关节轴承2夹持在轴承夹具1的 中心，在轴承夹具1的一侧沿关节轴承2的轴向通过轴承座7转动装配有用于与关节轴承 2的内套配合传动的第一传动轴3，第一传动轴3上传动连接有第一驱动机构，该第一驱动 机构包括第一驱动电机5，第一驱动电机5通过曲柄摇杆机构4与第一传动轴3传动连接， 在第一驱动电机5上连接有变频控制器6。在第一传动轴3上安装有第一扭矩传感器16。 该第一传动轴3与待测的关节轴承2的内套轴向传动连接，可以对关节轴承的轴向转动性 能进行试验。在轴承夹具1的径向上通过轴承座12转动装配有第二传动轴8，第二传动轴8通 过一个连接法兰21与轴承夹具1传动连接，第二传动轴8通过胀紧套22与该连接法兰21 转动连接装配。在第二传动轴8上传动连接有第二驱动机构，该第二驱动机构包括第二驱 动电机10，第二驱动电机10上通过第二曲柄摇杆机构9传动连接在第二传动轴8上，在第 二传动轴上设置有第二扭矩传感器17。该第二传动轴径向的传动连接在轴承夹具1上，同 时，轴心穿过轴承夹具1的中心，从而可以通过轴承夹具1带动关节轴承的外套作径向的倾 斜摆动，对关节轴承的倾斜摩擦性能进行试验。两传动轴分别传动连接的曲柄摇杆机构是参考了专利号为200920089171. 0所公 开的高频大转矩关节轴承摩擦磨损试验机的摆动装置，其包括一个径向固定在驱动电机输 出轴上的旋转盘25，该旋转盘25上偏心的固定有一个偏心连接销24，在对应的传动轴上径 向的固定有一导杆26，在导杆26上沿其长度方向滑动装配有一个滑块23，该滑块23与偏 心连接销24铰接。两传动轴3、8相互垂直，分别带动待测关节轴承的内套和外套，在轴承夹具1相对 应第二传动轴8的另一端还传动连接有液压加载机构15，该液压加载机构包括一个液压加 载缸17，该液压加载缸17的活塞杆功过连接套与轴承夹具1连接，以便在试验时对关节轴 承施加一个载荷，以模拟关节轴承的实际工况，同时采用液压加载机构便于准确的调整加 载在关节轴承上的载荷力矩。在轴承夹具1中还设置有用于测量关节轴承温度的温度传
4感器14，以便记录关节轴承的摩擦温度数据。两扭矩传感器16、17分别通过导线连接在计 算机13上，从而可以自动采集关节轴承各摩擦力矩的试验数据。各旋转盘25上可以分别 对应不同的半径开设多个用于安装偏心连接销24的连接孔，使用时，可以通过改变偏心连 接销24的位置来调节偏心连接销24与旋转盘25轴心的距离以改变对应传动轴的摆动幅 度；各驱动电机采用变频控制，可以准确的调整关节轴承试验时的摆动频率，其与液压加载 机构结合，很好的解决了现有技术中载荷和摆频同时提高的矛盾。 测试时将关节轴承2的内套穿装在第一传动轴3上，并用轴承夹具1夹紧轴承的 外套，预先设定液压加载机构的液压缸压力、通过变频器设定驱动电机所需的频率、安装用 于测量磨擦力矩以及摩擦温度的各传感器，并将分别安装在两传动轴上的扭矩传感器连接 在计算机13上，然后启动两驱动电机，即可在复合摆动条件下实现对关节轴承的摩擦磨损 性能测试。在其它条件不变的情况下，也可以仅启动其中的一台驱动电机，从而单独的对关 节轴承在旋转摆动条件下的摩擦磨损性能或倾斜摆动条件下摩擦磨损性能进行测试。
权利要求
一种复合摆动式关节轴承试验机，包括用于与待测关节轴承内套传动连接的第一传动轴、驱动第一传动轴作往复旋转摆动的第一驱动机构，其特征在于，还包括用于夹持待测轴承外套的轴承夹具，在所述轴承夹具上径向传动连接有第二传动轴，该第二传动轴与第一传动轴的轴线垂直相交，在第二传动轴上传动连接有驱动其作往复旋转摆动的第二驱动机构。
2.根据权利要求1所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，在所述的轴承夹 具上连接有用于对待测轴承施加载荷的液压加载机构。
3.根据权利要求1所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，所述的第二传动 轴通过胀紧器与轴承夹具传动连接。
4.根据权利要求1所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，在所述的各传动 轴上分别设置有扭矩传感器。
5.根据权利要求1所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，在所述轴承夹具 中设置有温度传感器。
6.根据权利要求1或2或3所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，所述的各 驱动机构包括驱动电机，各驱动电机的输出轴上分别径向固定有一旋转盘，各旋转盘上分 别固定有一偏心连接销，各传动轴上分别径向固定有一导杆，各导杆中分别滑动装配有一 滑块，所述的各滑块与对应的偏心连接销铰接。
7.根据权利要求6所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，在所述的旋转盘 上开设有两个以上用于固定偏心连接销的偏心孔，各偏心孔至旋转盘轴心的距离不等。
8.根据权利要求6所述的复合摆动式关节轴承试验机，其特征在于，所述的各驱动电 机上分别连接有变频控制器。
全文摘要
本发明公开了一种复合摆动式关节轴承试验机，包括轴承夹具、与轴承夹具同轴心用于与待测关节轴承内套传动连接的第一传动轴、驱动第一传动轴作往复旋转摆动的第一驱动机构及用于对关节轴承施加径向载荷的加载机构，在轴承夹具上径向传动连接有第二传动轴，该第二传动轴与第一传动轴的轴线垂直相交于待测关节轴承的中心，在第二传动轴上传动连接有驱动其作往复旋转摆动的第二驱动机构。本发明不仅可以测试关节轴承的轴向摆动的摩擦磨损性能，同时还可以测试关节轴承在径向倾斜方向上摆动的摩擦磨损性能，更贴近关节轴承的实际工作工况，使得测试的数据更加完善，对解决关节轴承在复合摆动状态下的使用寿命技术指标提供了充分的数据支持。
文档编号G01M13/04GK101949773SQ20101027642
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者李迎春, 殷勇, 王国锋, 邱明, 郜志伦, 陈龙 申请人:河南科技大学