[发明专利]一种球盘式航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机

说明书

本发明公开了一种球盘式航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机，试验机整体采用立式设计，且试验机包括扭矩测试系统、液压加载系统、润滑剂供给装置高低温环境装置；扭矩测试系统包括气浮台、气浮台外侧的轴套、扭矩测试框架及与扭矩测试框架连接的盘试样装置，盘试样装置与扭矩测试框架之间安装有力传感器，轴套与气浮台之间套有径向空气轴承，位于轴套上方的气浮台外周还套设有推力空气轴承并与扭矩测试框架固定连接，气浮台能实现径向气浮和轴向推力气浮，能最大程度的减小系统摩擦，球头旋转装置的球头试样与盘试样装置的盘试样配合且球轴可调整自旋角度，直至纯自旋状态；同时可为实验区域提供高低温环境，获得航空航天轴承的实际运行环境。

技术领域

本发明属于轴承试验机技术领域，特别涉及一种球盘式航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机。

背景技术

轴承作为航空航天机构中必不可少的重要部件，常常在高低温、高速、高压的条件下运行，与一般轴承使用条件存在较大偏差。润滑剂摩擦力（或称拖动力）的测定是研究轴承动力学工作机理的重要依据。航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机可以获得在不同载荷、温度、转速和润滑条件下轴承摩擦力的准确数据。目前适应高低温宽温域范围的润滑剂摩擦力试验机极少。

国内研究轴承润滑剂摩擦力（或称拖动力）试验机大体可分为球盘式和双圆盘式。

专利号--201210286084.0，介绍了一种双圆盘式润滑油摩擦力试验机。其主要试件为两个圆盘，由两台电机驱动。双圆盘的轴是平行的，无法调整角度。由于双圆盘轴无法保证绝对平行，以及很长的悬臂梁结构，会造成受载荷时，挠度变化较大，无法保证双圆盘间的线接触状态，而且加载不稳，也不能实现航空航天轴承运行时的高低温环境。

专利号--201110372454.8，介绍了一种球盘式润滑剂弹流摩擦力测试仪。其电主轴B（即球试件轴）是倾斜的，不便于调整球-盘接触点位置。倾斜的球轴形成悬臂梁的结构，在加载过程中会对静压立轴形成很大的倾覆力矩，使球盘接触点的载荷不稳，且电主轴B角度调整困难、调整范围受限。其通过砝码加载，由于整体主机自重很大，使得加载载荷较小时，测量误差极大。而且加载载荷有限，且不能实现航空航天轴承运行时的苛刻环境。

专利号--202011454957.5，同样采取了球盘式设计，能够在一定范围内的模拟轴承的实际运行状态，但大角度纯自旋接触状态无法模拟。采用空气轴承下方钢球支撑的结构，由于钢球受到电主轴自重和加载压力的影响，会对测量结果产生一定的影响，且设备不具备高温实验环境，并不能满足航空航天轴承的实际运行要求。

为此，需要设计一种能够准确测量航空航天轴承润滑剂摩擦力的试验机，具备模拟航空航天轴承的运行载荷、速度、环境等试验条件，对滚动轴承试验全过程中润滑剂的摩擦力和载荷等信息实现监控和检测。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种球盘式航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机，模拟航天航空滚动轴承的运行载荷、速度、环境等试验条件，对滚动轴承试验全过程中润滑剂的摩擦力（或拖动力）和载荷等信息实现监控和检测。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种球盘式航空航天轴承润滑剂摩擦力试验机，试验机整体采用立式设计并包括外部的扭矩测试系统、内部的液压加载系统、润滑剂供给装置以及高低温环境装置；

所述扭矩测试系统包括气浮台、套设在气浮台外侧的轴套、扭矩测试框架及与扭矩测试框架连接的盘试样装置，且盘试样装置与扭矩测试框架之间安装有水平布设的力传感器，而轴套与气浮台之间套设有径向空气轴承，位于轴套上方的气浮台外周还套设有推力空气轴承并与扭矩测试框架固定连接；