[发明专利]一种双层滚动轴承摩擦力矩测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种双层滚动轴承摩擦力矩测试装置及测试方法，首先将待测双层轴承内圈固定到支撑芯轴上；然后给外圈加重力载荷；通过高压空气驱动中圈旋转；测量外圈与中圈之间的摩擦力矩；再把测双层轴承外圈固定到支撑芯轴上；然后给内圈加重力载荷；通过高压空气驱动中圈旋转；测量内圈与中圈之间的摩擦力矩。本测试方法简便，工装简单，可以得到不同预紧力和转速条件下双层滚动轴承的摩擦力；避免了传统电机驱动中电机和减速器对测试精度的影响。

技术领域

本发明涉及轴承摩擦力矩测试技术领域，特别是一种双层滚动轴承摩擦力矩测试装置及测试方法。

背景技术

滚动轴承通常主要由内圈、外圈、滚动体组成，滚动轴承内圈、外圈之间的摩擦力矩对滚动轴承使用来说是一项重要的性能指标，不仅影响到系统能耗，还直接表征轴承的精度性能。双层滚动轴承是一种新型轴承，由内圈、中圈、外圈、内滚动体、外滚动体组成，内圈、中圈、外圈可分别同轴独立旋转。当双层滚动轴承用于伺服机构轴系时，内圈与外圈相对速度较小，处于不连续的角度调整状态，而中圈相对于内圈和外圈处于连续高速旋转状态。与传统滚动轴承相比，双层滚动轴承在加工和装配中都增加了难度，需要一种简便的摩擦力矩测试方法来衡量双层滚动轴承真实工作状态下的摩擦力矩大小，给提高轴承加工精度提供定量参考，也给主机设备的轴系调校提供量化指标。

专利申请号200610052086.8“轴承微负荷、不同转速摩擦力距测量及测量仪”能够测量传统轴承不同转速下滚动轴承的摩擦力矩，但是测试过程中无法提供滚动轴承的轴向加载，不能测量滚动轴承在有轴向预紧力情况下的摩擦力矩。专利申请号201510725552.3“一种轴承摩擦力矩测量仪”提出一种轴承摩擦力矩测量仪，可通过电机旋转带动轴承旋转，测量摩擦力矩。上述专利中轴承运转使用电机直接驱动，或者由电机通过减速器驱动。电机运转的平稳性与其自身的磁路结构和电机控制回路的品质等均有关联，而减速器中的传动间隙、齿形误差等会也会影响到测试精度，这些干扰因素容易对测试结果产生误导，使得测试结果不能反映被测滚动轴承真实的摩擦力矩情况。

发明内容

本发明目的在于提供一种双层滚动轴承摩擦力矩测试装置及测试方法，解决在双层滚动轴承生产中摩擦力矩测试的问题。

对此，本发明提出一种双层滚动轴承摩擦力矩测试装置，所述装置包括：喷气管、气流调节阀、叶片、叶轮、频闪转速仪、双层滚动轴承、微型测力计、丝线、标记片、内圈支撑轴、外圈加载环、环形凹槽A、外圈加载片、外圈支承轴、内圈加载柱、环形凹槽B、内圈加载片；当处于外圈摩擦力矩测试状态时，内圈支撑轴为同轴的阶梯圆柱型，其下部直径大，上部直径小；内圈支撑轴的下部端面置于桌面，为测试装置的基础；双层滚动轴承内圈同轴嵌套固定在内圈支撑轴的上端；外圈加载环为同轴中空的阶梯型圆柱形，其下部直径大，上部直径小，外圈加载环下部直径较大部分形成裙形台阶，裙形台阶圆柱面上沿圆周方向有整周的环形凹槽A，环形凹槽A与双层滚动轴承旋转轴心的距离为R；外圈加载环的上部同轴嵌套固定在双层滚动轴承外圈上；外圈加载片为扁平等厚实心圆环，多个外圈加载片同轴重叠固定在加载环的裙形台阶上端面上；叶轮为同轴中空阶梯状扁平圆柱形，在其上端面沿圆周均匀分布有叶片，叶片垂直于叶轮的端面，指向轴线方向；叶轮的中心孔与双层滚动轴承中圈同轴嵌套固定，叶轮与双层滚动轴承中圈一起能够沿轴线自由转动；丝线的一端缠紧密缠绕在外圈加载环的环形凹槽A内，并沿其切向拉出，丝线的另一端与微型测力计连接；喷气管水平固定在支架上，一端开放，另一端连接高压气源；喷气管的开放端中心延长线与叶轮上的叶片相交；喷气管中间固定安装有气流调节阀，可以控制喷气管喷出气体的流量；标记片为一种轻质反光薄片，固定粘贴在叶轮上端面，并可随叶轮一起旋转；频闪转速仪由支架悬空固定在叶轮上方，其敏感窗口中心延长线正对标记片；当叶轮旋转时，标记片每旋转一周都能经过敏感窗口正下方一次，同时会触发频闪转速仪给出转速输出；除双层滚动轴承内圈与内圈支撑轴固定外，双层滚动轴承的中圈和双层滚动轴承的外圈均能够自由同轴转动；