[发明专利]一种多功能微型精密轴承实验平台

说明书

本发明公开了一种多功能微型精密轴承实验平台，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承浸没于油池的润滑油内；所述测试轴的一端伸出密封壳体与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端与微型精密轴承的外周面顶紧。本发明的有益效果为：本发明可实现多工况下对微型精密轴承摩擦磨损情况的实验研究，投资及运行成本低。

技术邻域

本发明涉及轴承摩擦性能测试技术领域，具体涉及一种多功能微型精密轴承实验平台。

背景技术

近年来，随着科技的进步，对当今机械仪器、仪表在高密度、高精度、高性能和高可靠性等方面提出了更高的要求，其中精密轴承在各微型器械中的应用越来越多。由于轴承结构的微小型化，工作载荷也趋向轻微，对轴承在微载荷下摩擦学特性的要求越来越高。微载荷下，结构，表面特性，载荷，速度和润滑油等引起的微小变化都将使轴承的运转状态出现异常。精密轴承能够满足在微型器械中的使用条件，由于其形状尺寸的原因，对其在性能上要求旋转体具有高跳动精度、高旋转速度级和摩擦磨损变化小，这不仅对精密轴承的材料提出了更高的要求，更对其润滑油和滑油添加剂提出了更大的挑战。

由于轴承使用时的工况条件十分复杂，温度、运转速度、负荷、磨粒磨屑及油膜厚等都对润滑情况有较大影响。润滑油的成膜能力、膜厚、油膜破裂边界等决定了润滑情况的好坏；摩擦副表面硬度和表面粗糙度对微型轴承的摩擦性能有显著影响，当材料的硬度决定后，表面粗糙度对动摩擦因数的影响就决定了微型轴承的摩擦磨损情况。于是，对微型轴承的润滑要求有了更高水平的标准。

为了探究微型精密轴承的摩擦特性以及最佳润滑工况，进行轴承的摩擦实验是极有必要的。然而，由于测量精度的限制，目前国内一般只能进行分米级以上大尺度的轴承台架测试。而对于微小型轴承，只能通过摩擦试验机进行简单试块(如球-盘、销-盘、环-块等)的摩擦实验去模拟完整轴承的工作情况，实验结果与真实轴承的实际工业应用仍有较大距离。此外，除了摩擦力、摩擦系数这一核心测试数据之外，润滑油膜厚度对于判断润滑状态(边界润滑、混合润滑和流体动压润滑)和分析磨损情况(润滑油液是否能够完全分隔固体接触、减小磨损)具有重要意义；而润滑油液温度则可以直接反应摩擦对轴承工作状态的影响，判断轴承是否会因摩擦热过高而发生形变甚至抱轴。因此，油膜厚度和油液温度数据也应当被采集记录。由此可见，开发针对微型轴承的摩擦测试平台，实现高精密度和多功能化的摩擦学测试，对满足当今器械逐步微型化和精密化的趋势以及适应新制造业革命的潮流有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可测量多种物理量及在多工况下进行摩擦性能测试的多功能微型精密轴承实验平台。

本发明采用的技术方案为：一种多功能微型精密轴承实验平台，包括平台，以及设于平台上的测试底座、测试轴、传动机构和径向加载机构；所述测试底座上设一装有润滑油的油池，油池两端各配置一个轴承座，轴承座及油池的上方通过盖体密封构成一个密封壳体，测试轴的两端安装在设于轴承座内的端部轴承上；待测的微型精密轴承与位于密封壳体内的测试轴相适配，微型精密轴承上安装温度传感器和声发射传感器，微型精密轴承的底部与油池的润滑油接触；所述测试轴的一端伸出密封壳体，经扭矩传感器与传动机构的输出端同轴适配；所述径向加载机构设于密封壳体的上部，其输出端垂直穿过密封壳体，通过压力传感器与微型精密轴承的外周面顶紧。

按上述方案，所述温度传感器和声发射传感器对称安装在微型精密轴承的同一截面上，且二者位于测试轴两侧。

按上述方案，所述传动机构包括驱动电机和传动轴，所述驱动电机的电机轴通过第一联轴器与传动轴的输入端相连，传动轴的输出端穿过扭矩传感器，并通过第二联轴器与测试轴连接。