一种力自平衡式推力轴承试验台结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种推力轴承试验台，具体涉及一种力自平衡式推力轴承试验台结构。
【背景技术】
[0002]模化实验是大型推力轴承研究的重要手段，模化实验最重要的特点就是要模拟推力轴承运行的实际工况，推力轴承实验最主要的控制变量是载荷、转速、润滑介质等。通过测量摩擦副间产生的摩擦力(矩)以及作用在轴承配副上的正压力计算摩擦系数，以监测轴承的运行状态和摩擦磨损特点。目前，已经授权、公开的专利包括《水润滑推力轴承试验装置》(申请号:200820089869.8公告号:CN201202521Y);《一种推力轴承试验装置》(申请号:200910236771.X公开号:CN102053015A);《一种端面摩擦磨损试验机》(申请号201310311454.6,公告号CN 103592192A);《推力轴承实验台》(申请号:201410630221.7公开号:CN104359676A)等。但以上这些实验台中采用滚动轴承或另外的滑动轴承来平衡轴向加载力，使得测量实验轴承配副摩擦力时附加了额外的支撑轴承的摩擦力，并且这个附加摩擦力会随载荷变动而改变，不便校正。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种力自平衡式推力轴承试验台结构，能模拟液体作为润滑剂的推力轴承使用工况，并消除试验台支撑装置随工作载荷变化的摩擦力对试验件摩擦特性测量的影响，有效地提高了摩擦性能系数的测量精度。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0005]—种力自平衡式推力轴承试验台结构，包括底座1，介质容器2连接在底座I上，介质容器2上部和介质容器盖15连接，介质容器2周向上布置有润滑介质进口和出口，介质容器2内部设有承载框4，承载框4的下端通过第一角接触球轴承3与底座I连接，承载框4的上端和承载框端盖18连接，承载框端盖18通过第二角接触轴承14与介质容器盖轴承座16连接，介质容器盖轴承座16和介质容器盖15连接，扭矩传感器17的伸出轴分别与介质容器盖轴承座16和承载框端盖18连接；
[0006]承载框端盖18下部和液压缸19底部连接，液压缸19的活塞杆端部与上承载盘20上部连接成高副接触，上承载盘20下部与平衡推力轴承组件12连接，平衡推力轴承组件12中安装有压力传感器21，平衡推力轴承组件12通过第二限位销13和承载框4上的导向槽配合，平衡推力轴承组件12的瓦面与连接在电机轴25上的推力盘22的上端面配合，推力盘22的下端面与试验推力轴承组件9的瓦面配合，试验推力轴承组件9通过第一限位销8和承载框4上的导向槽配合，试验推力轴承组件9与连接在电机轴25上的下承载盘7连接，下承载盘7通过导向套6与承载框4连接，下承载盘7下端面与碟形弹簧组件23连接，导向套6是碟形弹簧组件23的内导杆，电机轴25穿过底座I。
[0007]所述的电机轴25和外花键套11连接，外花键套11通过花键与推力盘22的内花键连接；外花键套11下方的电机轴25外部设有薄轴套10和轴套5，轴套5上端与薄轴套10焊接在一起，轴套5下端与底座I连接，轴套5的外部和导向套6连接，薄轴套10的外部和下承载盘7连接。
[0008]本实用新型的优点:
[0009]通过承载框4设计，将作用于试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12上的轴向载荷构成了力封闭系统。支撑承载框4的角接触球轴承在任何工况下均承受恒定载荷，则角接触球轴承在不同试验工况下的摩擦力矩作为系统误差易于在实验前标定，从而最大程度上减小试验推力轴承副摩擦特性测量误差；电机轴25外设计围堰能够防止介质容器中的润滑介质泄漏到电机内部；下承载盘7与导向套6配合连接，结合碟形弹簧组件23，使得平衡推力轴承组件12、推力盘22、试验推力轴承组件9能够沿轴向移动，实现力自平衡；平衡推力轴承组件12安装的压力传感器21，能够准确测定单个瓦块承受的载荷，并能据此计算出单个瓦面产生的摩擦系数。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型试验装置的结构示意图。
[0011]图2是本实用新型的局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
[0013]参照图1和图2，一种力自平衡式推力轴承试验台结构，包括底座1，介质容器2通过螺纹连接固定在底座I上，介质容器2上部和介质容器盖15通过螺纹连接，介质容器2周向上布置有润滑介质进口和出口，介质容器2内部设有承载框4，承载框4的下端通过第一角接触球轴承3与底座I连接，承载框4的上端和承载框端盖18通过螺纹连接，承载框端盖18通过第二角接触轴承14与介质容器盖轴承座16连接，介质容器盖轴承座16和介质容器盖15通过螺纹连接，扭矩传感器17的伸出轴分别与介质容器盖轴承座16和承载框端盖18的内孔连接；
[0014]承载框端盖18下部通过螺纹和液压缸19连接，试验台加载由液压缸19实现，液压缸19的活塞杆端部与上承载盘20上部连接成高副接触，保证加载的均匀性，上承载盘20下部与平衡推力轴承组件12连接，平衡推力轴承组件12中安装有压力传感器21，平衡推力轴承组件12通过第二限位销13和承载框4上的导向槽配合，平衡推力轴承组件12的瓦面与连接在电机轴25上的推力盘22的上端面配合，推力盘22的下端面与试验推力轴承组件9的瓦面配合，试验推力轴承组件9通过第一限位销8和承载框4上的导向槽配合，实现摩擦力矩的传递并保证两套推力轴承组件不发生偏斜，试验推力轴承组件9与连接在电机轴25上的下承载盘7连接，下承载盘7通过导向套6与承载框4连接，下承载盘7下端面与碟形弹簧组件23连接，碟形弹簧组件23下安装碟形弹簧垫圈24，导向套6是碟形弹簧组件23的内导杆，电机轴25穿过底座I，试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12的轴向浮动由碟形弹簧组件23实现；
[0015]所述的电机轴25和外花键套11连接，外花键套11通过花键与推力盘22的内花键连接，驱动推力盘22转动；外花键套11下方的电机轴25外部设有薄轴套10和轴套5，轴套5上端与薄轴套10焊接在一起，轴套5下端与底座I通过螺纹连接，轴套5的外部和导向套6连接，薄轴套10的外部和下承载盘7连接，轴套5和薄轴套10在电机轴25外形成围堰，防止润滑介质进入电机。
[0016]本实用新型的工作原理:
[0017]介质容器2为实验轴承提供流体润滑的环境，试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12背靠背安装在承载框4中，共用推力盘22的上下两个端面，液压缸活塞头通过高副推动上承载盘20，给试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12施加载荷，电机轴25通过外花键带动推力盘22转动，推力盘22上下端面分别与平衡推力轴承组件12和试验推力轴承组件9的轴瓦瓦面相对滑动；推力盘22端面与轴瓦瓦面摩擦力带动试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12转动，试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12上的限位销将转动传递给承载框4，连接在承载框端盖18上的扭矩传感器17测得推力盘22端面与轴瓦瓦面间的摩擦力产生的力矩和支撑滚动轴承摩擦力矩(该力矩作为系统误差与工作载荷无关，可以后处理去除)。试验推力轴承组件9和平衡推力轴承组件12的轴向浮动通过碟形弹簧组件23实现。
[0018]平衡推力轴承组件12中的压力传感器21能够测得单瓦载荷，通过测得的载荷和施加的总载荷的比值可以知道上下推力轴承分别产生的摩擦力，进而计算推力轴承启动过程中的摩擦力变化，分析推力轴承不同工况下的摩擦特性。
【主权项】
1.一种力自平衡式推力轴承试验台结构，包括底座(I)，介质容器(2)连接在底座(I)上，介质容器(2)上部和介质容器盖(15)连接，介质容器(2)周向上布置有润滑介质进口和出口，其特征在于:介质容器(2)内部设有承载框(4)，承载框(4)的下端通过第一角接触球轴承(3)与底座(I)连接，承载框(4)的上端和承载框端盖(18)连接，承载框端盖(18)通过第二角接触轴承(14)与介质容器盖轴承座(16)连接，介质容器盖轴承座(16)和介质容器盖(15)连接，扭矩传感器(17)的伸出轴分别与介质容器盖轴承座(16)和承载框端盖(18)连接； 承载框端盖(18)下部和液压缸(19)底部连接，液压缸(19)的活塞杆端部与上承载盘(20)上部连接成高副接触，上承载盘(20)下部与平衡推力轴承组件(12)连接，平衡推力轴承组件(12)中安装有压力传感器(21)，平衡推力轴承组件(12)通过第二限位销(13)和承载框(4)上的导向槽配合，平衡推力轴承组件(12)的瓦面与连接在电机轴(25)上的推力盘(22)的上端面配合，推力盘(22)的下端面与试验推力轴承组件(9)的瓦面配合，试验推力轴承组件(9)通过第一限位销(8)和承载框(4)上的导向槽配合，试验推力轴承组件(9)与连接在电机轴(25)上的下承载盘(7)连接，下承载盘(7)通过导向套(6)与承载框(4)连接，下承载盘(7)下端面与碟形弹簧组件(23)连接，导向套(6)是碟形弹簧组件(23)的内导杆，电机轴(25)穿过底座(I)。2.根据权利要求1所述的一种力自平衡式推力轴承试验台结构，其特征在于:所述的电机轴(25)和外花键套(11)连接，外花键套(11)通过花键与推力盘(22)的内花键连接；外花键套(11)下方的电机轴(25)外部设有薄轴套(10)和轴套(5)，轴套(5)上端与薄轴套(10)焊接在一起，轴套(5)下端与底座⑴连接，轴套(5)的外部和导向套(6)连接，薄轴套(10)的外部和下承载盘(7)连接。
【专利摘要】一种力自平衡式推力轴承试验台结构，包括底座，介质容器连接在底座上，介质容器布置有润滑介质进口和出口，介质容器内部设有承载框，承载框的上端和承载框端盖连接，扭矩传感器的伸出轴分别与介质容器盖轴承座和承载框端盖连接，承载框端盖和液压缸连接，液压缸活塞杆通过上承载盘与平衡推力轴承组件连接，平衡推力轴承组件和试验推力轴承组件背靠背安装在承载框中，共用推力盘的上下两个端面，下承载盘与碟形弹簧组件连接，通过扭矩传感器测得推力盘端面与轴瓦瓦面间的摩擦力产生的力矩和支撑滚动轴承摩擦力矩，通过平衡推力轴承组件中的压力传感器分析推力轴承的摩擦特性，能模拟润滑剂的推力轴承使用工况，提高了摩擦性能系数的测量精度。
【IPC分类】G01M13/04
【公开号】CN204903163
【申请号】CN201520325716
【发明人】张高龙, 刘莹, 王占朝, 宋智翔, 刘向锋, 郭飞, 高志, 王玉明
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月19日