本發(fā)明屬于軸承性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種徑向滑動軸承的綜合性能試驗臺。

背景技術(shù)：

徑向滑動軸承是各種機械裝置中使用最普遍的支撐部件，同時也是機械設(shè)備中最主要的摩擦副之一，其工作狀況對機械裝置工作經(jīng)濟性、可靠性和耐久性等性能有著非常重要的影響。現(xiàn)有的徑向滑動軸承試驗臺大多功能單一，測試結(jié)果誤差大，無法模擬真實工況。公知的多功能滑動軸承試驗臺由機械傳動部分和信號測試系統(tǒng)組成，通過載荷控制器實現(xiàn)軸的徑向加載，采用兩個位移傳感器測量軸的軸心三維軌跡。然而，軸在實際工作時所受的載荷大小和方向不斷變化，該試驗臺無法模擬軸的真實狀態(tài)，且軸心三維軌跡的測量計算誤差較大。

公知的另一種軸承實驗裝置提供一種加工組裝方便、加載力穩(wěn)定可調(diào)、軸向和徑向復(fù)合加載軸承實驗裝置，通過調(diào)節(jié)加載彈簧的屈服力來改變載荷的大小。但其調(diào)節(jié)過程復(fù)雜，不能滿足動態(tài)測試要求，且軸對加載軸承的作用力影響加載彈簧的工作可靠性，可靠性差，精度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了實現(xiàn)模擬徑向滑動軸承的多種工況，使試驗更加接近實際情況，本發(fā)明提供一種徑向滑動軸承的綜合性能試驗臺。

一種徑向滑動軸承的綜合性能試驗臺包括傳動機構(gòu)、徑向載荷機構(gòu)和軸向運動控制機構(gòu)；

所述傳動機構(gòu)包括電機1和試驗軸14；所述電機1安裝在板條狀的機架13的一端，所述試驗軸14通過軸承3和試驗軸承12安裝在機架13上，電機1的輸出端連接著試驗軸14的一端；所述試驗軸承12為滑動軸承；

所述試驗軸承12一側(cè)的同一圓周上設(shè)有五個第一徑向位移傳感器Ⅰ5，另一側(cè)的同一圓周上設(shè)有五個第二徑向位移傳感器Ⅱ6；

所述徑向載荷機構(gòu)與試驗軸14中部對應(yīng)設(shè)有于底座上，徑向載荷機構(gòu)包括三套位于同一徑向平面的徑向載荷控制器4；

所述軸向運動控制機構(gòu)包括伺服電機7和凸輪8；伺服電機7設(shè)于底座的另一端，凸輪8設(shè)于伺服電機7的輸出軸上，且凸輪8與試驗軸14的另一端接觸；

試驗時，電機1驅(qū)動試驗軸14在不同的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，徑向載荷機構(gòu)輸出徑向載荷為零，試驗軸14所受徑向載荷為零，同時伺服電機7和凸輪8不參與運作，此時可以測試出不同轉(zhuǎn)速下試驗軸14的軸線傾角、軸向位移及速度、軸心三維軌跡、油膜壓力和油膜溫度變化情況；

當(dāng)電機1驅(qū)動試驗軸14在給定的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，通過同時調(diào)節(jié)三個徑向載荷控制器4控制徑向力F1、F2和F3的合力大小和方向，模擬試驗軸14多種工況，此時伺服電機7和凸輪8不參與運作，可測試出不同轉(zhuǎn)速和不同徑向負載條件下試驗軸14的軸線傾角、軸向位移及速度、軸心三維軌跡、油膜壓力和油膜溫度變化情況；

試驗軸14通過聯(lián)軸器2在電機1給定轉(zhuǎn)速的情況下轉(zhuǎn)動，伺服電機7通過凸輪8驅(qū)動試驗軸14軸向運動，在徑向載荷控制器4和伺服電機7驅(qū)動凸輪8的共同作用下，獲得具有不同徑向載荷、不同轉(zhuǎn)速和不同軸向運動規(guī)律的試驗軸承12的復(fù)合試驗條件。

進一步限定的技術(shù)條件如下：

所述電機1為變頻電機。

所述電機1的輸出端通過聯(lián)軸器2連接著試驗軸14的一端，所述聯(lián)軸器2為彈性聯(lián)軸器，聯(lián)軸器2的軸向具有一定彈性。

三套徑向載荷控制器4中的一個安裝在試驗軸14的底部，另兩套安裝對應(yīng)設(shè)于試驗軸14的兩側(cè)。

所述試驗軸14與試驗軸承12的配合面上安裝有溫度傳感器9和壓力傳感器11。

所述溫度傳感器9共三個，均布安裝在試驗軸承12的同一截面內(nèi)；所述壓力傳感器11共三個，均布安裝在試驗軸承12的同一截面內(nèi)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：

1.本發(fā)明將試驗軸和試驗軸承作為一個系統(tǒng)，計入試驗軸在徑向力和不同軸向運動規(guī)律的共同作用下模擬滑動軸承的真實工作狀態(tài)，測試結(jié)果更加接近實際。

2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣，可同時測試滑動軸承多種工作狀況下的多種性能參數(shù)。

3.本發(fā)明通過徑向載荷控制器產(chǎn)生大小和方向交變的徑向載荷，同時伺服電機通過凸輪驅(qū)動試驗軸產(chǎn)生多種軸向運動規(guī)律（勻速、勻加速、勻減速、沖擊和變速運動等），可模擬多種機械設(shè)備中滑動軸承的真實工作狀態(tài)。

4.本發(fā)明能精確測量傾斜試驗軸軸心的三維軌跡及軸向位移。

附圖說明

圖1是本發(fā)明三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明被測截面徑向位移傳感器測試分布示意圖。

圖3是本發(fā)明徑向載荷控制器施加載荷分布示意圖。

上圖中序號：電機1、聯(lián)軸器2、軸承3、徑向載荷控制器4、第一徑向位移傳感器5、第二徑向位移傳感器6、伺服電機7、凸輪8、溫度傳感器9、軸向位移傳感器10、壓力傳感器11、試驗軸承12、機架13、試驗軸14 ；F₁、F₂和F₃為徑向載荷控制器4所施加徑向載荷。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步地說明；但本發(fā)明不局限于下述實施例。

實施例1

參見圖1，一種徑向滑動軸承的綜合性能試驗臺包括傳動機構(gòu)、徑向載荷機構(gòu)和軸向運動控制機構(gòu)。

傳動機構(gòu)包括電機1和試驗軸14；電機1為變頻電機。電機1安裝在板條狀的機架13的一端，試驗軸14通過軸承3和試驗軸承12安裝在機架13上；試驗軸承12為滑動軸承；電機1的輸出端通過聯(lián)軸器2連接著試驗軸14的一端，聯(lián)軸器2為彈性聯(lián)軸器，聯(lián)軸器2的軸向具有一定彈性。

參見圖2，試驗軸承12一側(cè)的同一圓周上安裝有五個第一徑向位移傳感器5，另一側(cè)的同一圓周上設(shè)有五個第二徑向位移傳感器6。

試驗軸14與試驗軸承12的配合面上安裝有三個溫度傳感器9和三個壓力傳感器11，三個溫度傳感器9均布在同一截面內(nèi)，三個壓力傳感器11均布在另一同一截面內(nèi)。

徑向載荷機構(gòu)與試驗軸14中部對應(yīng)安裝于底座上；參見圖3，徑向載荷機構(gòu)包括三套位于同一徑向平面的徑向載荷控制器4；三套徑向載荷控制器4中的一套安裝在試驗軸14的底部，另兩套安裝對應(yīng)設(shè)于試驗軸14的兩側(cè)。

所述軸向運動控制機構(gòu)包括伺服電機7和凸輪8；伺服電機7設(shè)于底座的另一端，凸輪8設(shè)于伺服電機7的輸出軸上，且凸輪8與試驗軸14的另一端接觸。

試驗時，電機1驅(qū)動試驗軸14在不同的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，徑向載荷機構(gòu)輸出徑向載荷為零，試驗軸14所受徑向載荷為零，同時伺服電機7和凸輪8不參與運作，此時可以測試出不同轉(zhuǎn)速下試驗軸14的軸線傾角、軸向位移及速度、軸心三維軌跡、油膜壓力和油膜溫度變化情況；

1.軸線傾角的測量

如圖2所示，傾斜試驗軸14在試驗軸承所截得截面中是一個橢圓，利用5個徑向位移傳感器Ⅰ5可測得傾斜試驗軸14的外輪廓曲線上5個點的坐標(biāo)，根據(jù)這五個坐標(biāo)點即可求出試驗軸外輪廓曲線的橢圓方程表達式，也即可求出該時刻試驗軸承12該截面的試驗軸14的軸心坐標(biāo)；同理根據(jù)徑向位移傳感器Ⅱ6可求出試驗軸14的另一截面的軸心坐標(biāo)，根據(jù)以上兩點的軸心坐標(biāo)即得試驗軸14在試驗軸承12中的傾斜角。

2.試驗軸14軸向位移及速度的測量

如圖1、2所示，利用軸向位移傳感器10可測得不同時刻試驗軸14某一端面的軸向位置坐標(biāo)，根據(jù)試驗軸14的軸線傾角，即可求出試驗軸14端面軸心的軸向位移及速度變化。

3.軸心三維軌跡的測量

根據(jù)上面的方法求出的試驗軸軸線傾角和軸向位移即可求出試驗軸14軸線上任意點的三維軸心軌跡。

4.油膜壓力的測量

如圖1所示，利用均布在試驗軸承12和試驗軸15某一截面間隙中的3個壓力傳感器，即可測出三個點的油膜壓力，因為任意兩個壓力傳感器夾角為120°，保證任意時刻和工況下都能測得油膜承載區(qū)壓力和油膜破裂區(qū)的油膜壓力。

5.油膜溫度的測量

如圖1所示，利用均布在試驗軸承12和試驗軸15某一截面間隙中的3個溫度傳感器，即可測出三個點的油膜溫度，因為任意兩個溫度傳感器夾角為120°，保證任意時刻和工況下都能測得油膜承載區(qū)壓力和油膜破裂區(qū)的油膜溫度。

本實施例可以測試在僅考慮試驗軸14不同轉(zhuǎn)速的條件下，對試驗軸承12的工作性能進行試驗研究。

實施例2

當(dāng)電機1驅(qū)動試驗軸14在給定的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，如圖3所示，通過同時調(diào)節(jié)3個徑向載荷控制器4控制徑向力（F_1、F₂和F₃）的合力大小和方向，模擬試驗軸14多種工況，此時，伺服電機7和凸輪8不參與運作；按實施例1相同的測試方法可以測試出不同轉(zhuǎn)速和不同徑向負載條件下試驗軸14的軸線傾角、軸向位移及速度、軸心三維軌跡、油膜壓力和油膜溫度變化情況。

本實施例中通過改變電機1的轉(zhuǎn)速，改變試驗軸14的轉(zhuǎn)速。

本實施例中三個徑向載荷控制器4通過改變輸出的徑向力F₁、F₂和F₃大小，即可改變試驗軸14所受的徑向負載的大小和方向，更加接近真實試驗軸承12的工作狀態(tài)。

實施例3

當(dāng)電機1驅(qū)動試驗軸14在給定的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，如圖3所示，通過同時調(diào)節(jié)3個徑向載荷控制器4控制徑向力（F₁、F₂和F₃）的合力大小和方向，同時利用伺服電機7和凸輪8調(diào)節(jié)試驗軸14的軸向運動規(guī)律，即可模擬徑向載荷和軸向運動規(guī)律的耦合作用下試驗軸承12的潤滑性能，按實施例1相同的測試方法可以測試出不同轉(zhuǎn)速下、不同徑向負載和不同軸向運動條件下試驗軸承12的軸線傾角、軸向位移及速度、軸心三維軌跡、油膜壓力和油膜溫度變化情況。

本實施例中伺服電機7通過凸輪8驅(qū)動試驗軸14軸向往復(fù)運動，在彈性聯(lián)軸器2的作用下試驗軸14的端面緊貼凸輪8的輪廓，試驗軸14的軸向運動規(guī)律完全由伺服電機7和凸輪8決定。

本實施例中，在電機1輸出轉(zhuǎn)速和徑向載荷控制器4施于試驗軸14徑向負載變化規(guī)律一定條件下，通過調(diào)節(jié)伺服電機7的轉(zhuǎn)動速度、加速度和凸輪8的輪廓曲線來模擬試驗軸14不同軸向運動規(guī)律。