[发明专利]轴承钢球与内外套圈的摩擦力及滑滚比测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种轴承钢球与内外套圈摩擦力及滑滚比测量装置及方法，涉及单个轴承钢球在内外套圈的摩擦力测量以及滑滚比的测量，该装置包括以下单元：基座调节单元、水平移动单元、驱动单元和加载测量单元，水平移动单元安装在基座调节单元上，驱动单元安装在水平移动单元上，加载测量单元与驱动单元和基座调节单元相连。本发明利用压电陶瓷、多维力传感器和激光传感器能够实现不同载荷和不同转速下钢球在环形套圈中的摩擦力和滑滚比的测量。本发明结构简单、易于操作、安装和拆卸方便。

技术领域

本发明涉及滚动轴承摩擦领域，特别涉及一种轴承钢球与内外套圈摩擦力及滑滚比测量装置及方法。

背景技术

滚动轴承是一种旋转支撑组件，广泛应用于机械工程领域。摩擦磨损是影响滚动轴承精度和寿命的重要因素，因此，轴承的摩擦研究具有重要意义，尤其是轴承钢球与内外套圈的摩擦特性研究更能揭示轴承的摩擦规律，以提高轴承的精度和使用寿命。

现有的滚动轴承钢球与套圈的摩擦特性研究装置是将滑道等效延伸为半径无限大的直轨道，这种测量方法不能真实反映轴承钢球与滚道的真实摩擦情况，并且也不能同时测量滑滚比。

发明内容

为了能够实现不同加载载荷下轴承钢球与内外套圈的摩擦力和滑滚比的测量，本发明提供了一种轴承钢球与内外套圈摩擦力及滑滚比测量装置及方法，可以有效的解决背景问题中存在的相关问题：1、滑道为水平的，无法更真实的反映轴承钢球摩擦的真实情况；2、没有水平调节装置，使得实验的过程不在水平面进行，有数据误差；3、结构过于复杂，不便于操作；4、不能同时测出单个钢球的滑滚比和摩擦力。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种轴承钢球与内外套圈摩擦力及滑滚比测量装置，其特征在于，包括：基座调节单元、水平移动单元、驱动单元、加载测量单元；其中，所述水平移动单元安装在所述基座调节单元上，所述驱动单元安装在所述水平移动单元上，所述加载测量单元与所述驱动单元和所述基座调节单元相连。

上述技术方案中，所述基座调节单元包括底座、四个平衡调节器、第一平台，所述平衡调节器对称安装在底座上，每个所述平衡调节器同时或者单独调节，通过观察U型液柱来调节平衡；所述第一平台与平衡调节器通过双头螺栓相连，所述夹紧固定板与底座通过螺栓相连，与第一平台通过接触面压紧连接。

上述技术方案中，所述水平移动单元包括第一安装架、第一伺服电机、滚珠丝杠、滑轨和第二平台，所述第一伺服电机与所述第一安装架通过螺栓相连，所述第一安装架与所述第一平台通过螺栓相连，所述第一伺服电机与所述滚珠丝杠通过平键和止推环相连，所述滚珠丝杠与所述第二平台相连，所述第二平台下方对称安装有一对滑轨。

上述技术方案中，所述驱动单元包括第二安装架、第二伺服电机、减速器、联轴器、轴承座、轴承端盖和传动轴，所述第二伺服电机与所述减速器相连，所述减速器与第二安装架通过螺栓相连，所述第二安装架与所述第二平台通过螺栓相连，所述减速器与所述联轴器通过螺钉相连，所述联轴器与所述传动轴通过螺钉相连，所述轴承座安装在传动轴上并与所述轴承端盖通过螺栓相连。

上述技术方案中，所述加载测量单元包括垫块、多维力传感器、连接件、第二轴承座、滑环、激光传感器、编码器，所述轴承端盖与编码器相连，所述滑环安装在传动轴上靠近第二压电陶瓷一端，所述激光传感器通过连接板与第二平台相连，所述传动轴与所述第二轴承座相连，所述第二轴承座与连接件通过螺钉相连，所述连接件与所述多维力传感器通过螺栓相连，所述多维力传感器与所述垫块通过螺栓相连，所述垫块与所述底座通过螺栓相连。

上述技术方案中，所述传动轴平行于传动轴直径横切一个平面，所述传动轴平面上从右到左依次安装有第一压电陶瓷和第二压电陶瓷与传动轴通过螺纹连接，所述第一压电陶瓷的输出端与第一施力块通过螺钉相连，所述第二压电陶瓷的输出端与第二施力块相连，所述第一施力块与第二施力块通过螺钉相连。