[实用新型]一种模拟动压滑动轴承启动与停止摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟动压滑动轴承启动与停止摩擦磨损试验机，特别涉及一种能模拟液体动压径向滑动轴承启动与停止摩擦磨损试验机。

背景技术

液体动压滑动轴承的失效很大一部分是因为过度磨损。液体动压滑动轴承在启动与停止过程中速度低，不能形成有效隔开两摩擦表面的油膜而处于边界润滑状态。边界润滑状态不能完全避免金属的直接接触因此存在一定量的磨损。液体动压滑动轴承在启动与停止时受到的是连续变载荷，现在广泛采用的试验机是定载荷加载，少部分采用变载荷加载，但变载荷加载方式多采用液压、气压和电磁加载无法实现运动过程中载荷快速实时变化，并且这些变载荷加载装置价格比较昂贵。如何模拟动压滑动轴承在启动与停止过程中受到的连续变载荷这一实际工况尚未完全解决。

在已公开的中国专利中《径向滑动轴承摩擦磨损在线测量试验机》其主要特点是能模拟径向滑动轴承的润滑和弧面接触工况、并能在线测量和记录摩擦力、摩擦扭矩、温度、转速、振动加速度。但是这种试验机在运转过程中载荷是固定的，无法模拟液体动压滑动轴承启动与停止过程中载荷连续快速变化的工况，并且采用杠杆加载，加载装置不够简便。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种简单并能模拟液体动压滑动轴承在启动与停止过程中受到快速连续变载荷和边界润滑的实际工况；通过检测摩擦试件的摩擦系数、磨损量和摩擦力矩，来评价液体动压滑动轴承摩擦磨损性能的试验机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟动压滑动轴承启动与停止摩擦磨损试验机，包括动力系统、加载系统、润滑系统和检测控制系统。动力系统中伺服电机Ⅰ固定在机架上端，电机输出轴和其上的第一同步带轮通过同步带与固定在主轴上的第二同步带轮相连，主轴通过推力轴承固定在机架上，主轴下端安装有圆盘，圆盘上有偏心螺纹孔用于安装试验轴。

加载系统包括三个均布的弹簧加载装置，第一伺服电机Ⅱ、第二伺服电机Ⅱ和第三伺服电机Ⅱ分别固定在第一电机座、第二电机座和第三电机座上，第一伺服电机Ⅱ电机轴与丝杆Ⅰ连接，第二伺服电机Ⅱ电机轴与丝杆Ⅱ连接，第三伺服电机Ⅱ电机轴与丝杆Ⅲ连接，丝杆Ⅰ、丝杆Ⅱ和丝杆Ⅲ分别与对应第一滑台、第二滑台和第三滑台通过螺钉连接，第一滑台、第二滑台和第三滑台通过滑动导轨副安装在工作台上，弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和弹簧Ⅲ一端分别与对应第一滑台、第二滑台和第三滑台连接，另一端分别通过第一吊环螺丝、第二吊环螺丝和第三吊环螺丝与套筒连接，套筒由三个均布弹簧加载装置的拉力支撑。

润滑系统包括喷油管、集油管、过滤装置、集油槽、油箱和油泵，喷油管通过支架固定在机架上，工作台中间有集油槽，集油槽底部开有小孔其下安装有集油管，集油管中部安装有过滤装置，集油管的下端和油箱连接，油箱通过油管和油泵连接，油泵和喷油管连接。

检测控制系统主要包括传感器、数据采集卡，计算机和工控机，第一拉力传感器、第二拉力传感器和第三拉力传感器分别安装在第一滑台、第二滑台和第三滑台上；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别安装在第一电机座、第二电机座和第三电机座上，通过检测电机座和套筒的位移确定摩擦试件的磨损量；摩擦力矩测量装置安装在套筒外表面，载荷传感器安装在摩擦轴上，计算机放置在电脑桌上，检测信号通过数据采集卡输入工控机，工控机对弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和弹簧Ⅲ的拉力信号分析判断，然后对弹簧加载系统中第一伺服电机Ⅱ、第二伺服电机Ⅱ和第三伺服电机Ⅱ发出动作指令调节拉力大小，通过分析位移信号判断摩擦试件的磨损量，当磨损量达到设定值时工控机发出停机指令，对摩擦力矩信号进行分析由工控机计算出摩擦试件的摩擦系数，实验数据在工控机中实时保存并显示在计算机上。

变载荷实现方法如下：在主轴圆盘上的偏心螺纹孔中安装摩擦轴，摩擦轴与套筒内表面接触，控制系统驱动第一伺服电机Ⅱ、第二伺服电机Ⅱ和第三伺服电机Ⅱ使弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和弹簧Ⅲ伸长并产生一定拉力，套筒被三个弹簧的拉力支撑，摩擦轴与主轴的偏心量大于套筒的半径，所以套筒相对主轴轴心也产生一定量的偏心，此时三个弹簧的伸长量不同，套筒和摩擦轴之间产生压力，通过控制系统设置复位按钮使摩擦轴复位到第一弹簧加载装置处。

由控制系统驱动第一伺服电机Ⅱ、第二伺服电机Ⅱ和第三伺服电机Ⅱ调节弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和弹簧Ⅲ的拉力，使摩擦轴在第一弹簧加载装置处与套筒的作用力为零，并且当摩擦轴相对套筒转动180°到达第一弹簧加载装置相对的位置时，摩擦轴与套筒之间作用力最大。