[发明专利]角接触轴承摆动运转性能测试系统

权利要求书

1.角接触轴承摆动运转性能测试系统，其特征在于该系统由摆动机构、测试轴承组件、摩擦力测试、空间环境模拟四部分组成；

所述摆动机构由安装于电机支架（1）上的步进电机（2）作为驱动源，步进电机轴上装有偏心轮（3），偏心轮（3）的边缘位置装有关节轴承（4），其将偏心轮（3）与摆动杆（5）活动连接，摆动杆（5）的另一端穿则过摆动轮（6）中间的通孔；当步进电机（2）带动偏心轮（3）转动时，偏心轮（3）通过关节轴承（4）带动摆动杆（5）上下、往复摆动，由摆动杆（5）通过在摆动轮（6）通孔内的活塞运动来带动摆动轮（6）按设定角度往复摆动，再由联轴器（10）将摆动轮（6）与扭矩测试仪（7）、磁流体密封轴（8）呈无摆动间隙连接；磁流体密封轴（8）与真空罐内测试轴承组件的支撑转轴（9）也通过联轴器呈无摆动间隙连接，因此当摆动轮（6）往复摆动时真空罐内支撑转轴（9）也随之往复摆动；

所述测试轴承组件由两组测试件构成，每组测试件分别由测试轴承Ⅰ（11）和测试轴承Ⅱ（12）背对背安装构成；测试轴承Ⅰ（11）和测试轴承Ⅱ（12）在测试件中的安装顺序是先将测试轴承Ⅰ（11）外侧防尘盖（13）装入轴承座（15），再将驱动轴（16）装入轴承座（15），接着装入测试轴承Ⅰ（11）内侧防尘盖（14），然后将测试轴承Ⅰ（11）装入轴承座内（15）；接着将轴承外隔圈（17）、轴承内隔圈（18）装入轴承座（15）内，再背对背装入测试轴承Ⅱ（12），然后将测试轴承Ⅱ的内侧防尘盖（19）和外侧防尘盖（20）分别装入轴承座（15）和驱动轴（16）上；分别在轴承座（15）和驱动轴（16）上拧入轴承外圈锁紧螺母Ⅰ（21）和轴承内圈锁紧螺母Ⅰ（22）；用力矩扳手及工具给轴承外圈锁紧螺母Ⅰ（21）和轴承内圈锁紧螺母Ⅰ（22）分别施以设定的轴向力，使得两套轴承均承受设定的轴向预紧力，以模拟真实使用时轴承所承受的轴向载荷，最后用轴承外圈锁紧螺母Ⅱ（23）和轴承内圈锁紧螺母Ⅱ（24）将轴承外圈锁紧螺母Ⅰ（21）和轴承内圈锁紧螺母Ⅰ（22）锁紧；第一组测试件与第二组测试件安装、测试完全相同；

两组测试件安装完毕后先将第一组测试件装入带平键（25）的测试件支撑转轴（9）上并装上支撑转轴套筒Ⅰ（26），接着装入第二组测试件并装上支撑转轴套筒Ⅱ（27），上紧锁紧螺母Ⅰ（28）和锁紧螺母Ⅱ（29）；将测试轴承组件的支撑转轴（9）穿过支撑架轴承（30）安装于支撑架（31）上面，并在两组测试件底部装上倒T字形施力架（32）以及在支撑架（31）上装上两组压力传感器（33）；经调试后将带支架的测试轴承组件装在真空罐（47）内试验平台Ⅱ（52）上，并用联轴器（10）将支撑转轴（9）与磁流体密封轴（8）呈无摆动间隙连接；真空罐（47）内测试轴承组件支撑转轴（9）随罐外摆动轮（6）往复摆动时，驱动轴（16）及测试轴承内圈（36）也一起按摆动轮（6）摆动角度往复摆动；测试轴承外圈（35）则随轴承座（15）自由转动，轴承座（15）上安装倒T字形施力架（32）以及压力传感器（33）的目的是测定测试轴承内圈（36）往复摆动时，测试轴承内圈（36）、测试轴承滚珠（34）和测试轴承外圈（35）三者之间相对运动造成的摩擦阻力，并通过摩擦阻力×力臂（30）=摩擦力矩计算出轴承往复摆动时的摩擦阻力矩；

摩擦力测试由真空罐（47）内安装于测试轴承组件支撑架（31）上的两组成对精密压力传感器（33）通过信号电缆及真空罐上航空插座（48）与罐外每组精密压力测试仪连接，精密压力测试仪通过RS485通讯端口与装有多串口卡的计算机连接，并由安装于计算机上多通道数据采集软件实现每组试验数据的实时采集、存储及作图分析；

空间环境模拟主要由真空罐、热沉、高真空抽气机组、真空计量四部分构成；

真空罐是由卧式圆柱体结构的真空罐（47）为主体，真空罐（47）固定安装于罐外试验平台上Ⅰ（56），真空罐一端密封另一端安装有真空罐大门（57）且采用氟橡胶圈密封；真空罐（47）内部由用于控温的热沉和罐内试验平台Ⅱ（52）构成；真空罐（47）外安装有进液氮口（49）、出液氮口（50）、航空插座及法兰（48）、磁流体密封轴（8）以及进放气阀门（46）；

热沉安装于真空罐（47）内部主要用于罐内控温，热沉主要由液氮储罐（54）和涂刷有航空黑漆的紫铜板腔体（53）组成；液氮储罐（54）是由双层不锈钢焊接隔层结构的卧式圆筒组成，筒体上部安装一个进液氮接口（49）和出液氮接口（50）且通过法兰与真空罐（47）筒体相连；

高真空抽气机组由高真空插板阀（55）、分子泵（45）和机械泵（38）组成；高真空插板阀（55）由真空罐（47）下方的法兰与之连接，真空插板阀（55）另一侧法兰与分子泵（45）连接，再通过波纹管（44）将分子泵（45）与电磁阀（39）及机械泵（39）连接；

真空计量由安装于真空罐底部的电离规管（43）通过信号电缆与高真空测试仪相连接构成。