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专利摘要

本发明公开了一种水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统及其方法，该系统包括基座，基座上设置有安装支架，安装支架上设置有垂向滑动架，垂向滑动架的上方设置有用于对其加载垂向压力的加载装置，垂向滑动架的下方设置有与其横向滑动连接的夹持装置，夹持装置内夹持设置有橡胶块，橡胶块的下方设置有与其摩擦接触的有机玻璃轴，有机玻璃轴的后方设置有用于驱动其旋转的电动机，有机玻璃轴的下方设置有水箱，水箱内设置有潜水泵，潜水泵通过水管将水箱中的水导入橡胶块与有机玻璃轴的接触面。本发明能够模拟不同温度条件和压力条件的工况，实现水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201910239279.1
申请日期:
2019-03-27
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
G01M13/04 ; G01M13/045
发明/设计人:
周新聪，左后秀，唐新旺，沈宏宇
权利要求: 1.一种利用水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统进行测试的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将橡胶块(6)安装在夹持装置(5)内，启动加热装置(17)对水箱(9)中的水进行加热，并通过温度控制器(18)控制水温；2)调节加载装置(4)对橡胶块(6)与有机玻璃轴(7)的接触面加载垂向压力，直至达到设定的初始磨合压力值，启动潜水泵(10)将水箱(9)中的水经由水管(11)导入橡胶块(6)与有机玻璃轴(7)的接触面，同时启动电动机(8)开始进行磨合；3)待橡胶块(6)磨合完成后，调节加载装置(4)增加垂向压力至设定值，调节电动机(8)的转速带动有机玻璃轴(7)继续旋转直至产生粘滑现象，同时通过摩擦力检测系统(19)、振动测量系统(25)以及噪声与图像采集系统(29)采集测试数据；4)替换新的橡胶块(6)，并重新设定施加的垂向压力值，再重复进行步骤1)～3)；5)根据摩擦力检测系统(19)、振动测量系统(25)以及噪声与图像采集系统(29)采集的数据进行综合分析，其中具体包括不同载荷下振动响应谱图分析、不同载荷下辐射声谱图分析以及不同载荷下利用切向压力得到的摩擦力以及摩擦系数谱图分析；所述水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统，包括基座(1)，所述基座(1)上设置有安装支架(2)，所述安装支架(2)上设置有垂向滑动架(3)，所述垂向滑动架(3)的上方设置有用于对其加载垂向压力的加载装置(4)，所述垂向滑动架(3)的下方设置有与其横向滑动连接的夹持装置(5)，所述夹持装置(5)内夹持设置有橡胶块(6)，所述橡胶块(6)的下方设置有与其摩擦接触的有机玻璃轴(7)，所述有机玻璃轴(7)的后方设置有用于驱动其旋转的电动机(8)，所述有机玻璃轴(7)的下方设置有水箱(9)，所述水箱(9)内设置有潜水泵(10)，所述潜水泵(10)通过水管(11)将水箱(9)中的水导入橡胶块(6)与有机玻璃轴(7)的接触面；所述水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统还包括温度控制系统(16)，所述温度控制系统(16)包括设置在水箱(9)内的加热装置(17)和用于控制水温的温度控制器(18)，所述温度控制器(18)的控制信号输出端与加热装置(17)的控制信号输入端连接；所述水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统还包括摩擦力检测系统(19)，所述摩擦力检测系统(19)包括法向压力传感器(20)、切向压力传感器(21)、压力数据采集器(22)以及第一电脑(23)；所述法向压力传感器(20)设置在垂向推杆(4.9)与垂向滑动架(3)之间用于测定对橡胶块(6)垂向向下施加的压力，所述切向压力传感器(21)通过第一安装板(24.1)安装在夹持架(5.1)位于锁紧螺杆(5.4)相对的另一侧，所述第一安装板(24.1)的顶端与垂向滑动架(3)的底端一侧固定连接，所述垂向滑动架(3)的底端另一侧设置有用于安装水管(11)的第二安装板(24.2)；所述法向压力传感器(20)、切向压力传感器(21)的信号输出端分别与压力数据采集器(22)的信号输入端连接，所述压力数据采集器(22)的信号输出端与第一电脑(23)的信号输入端连接；所述水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统还包括振动测量系统(25)，所述振动测量系统(25)包括加速度传感器(26)、多通道电荷放大器(27)、以及第二电脑(28)，所述加速度传感器(26)设置在夹持架(5.1)上与切向压力传感器(21)位于同侧；所述加速度传感器(26)的信号输出端与多通道电荷放大器(27)的信号输入端连接，所述多通道电荷放大器(27)的信号输出端与第二电脑(28)的信号输入端连接；所述水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统还包括噪声与图像采集系统(29)，所述噪声与图像采集系统(29)包括声级计(30)、第二多通道电荷放大器(31)、第三电脑(32)以及高速相机(33)，所述声级计(30)和高速相机(33)与有机玻璃轴(7)正对布置；所述声级计(30)、高速相机(33)的信号输出端分别与第二多通道电荷放大器(31)的信号输入端连接，所述第二多通道电荷放大器(31)的信号输出端与第三电脑(32)的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述安装支架(2)包括两根立板(2.1)和设置在两根立板(2.1)上的L形板(2.2)，所述L形板(2.2)的中部设置有与其固定连接的垂向板(2.3)，所述L形板(2.2)的底端与两根立板(2.1)的顶端固定连接，所述两根立板(2.1)的底端与基座(1)固定连接；所述L形板(2.2)上设置有用于供垂向滑动架(3)滑动的垂向导轨(2.4)，所述垂向滑动架(3)的背侧设置有与垂向导轨(2.4)滑动连接的垂向滑块(3.1)；所述基座(1)上还设置有用于支撑安装电动机(8)的安装座(12)，所述电动机(8)的旋转轴与设置在有机玻璃轴(7)背侧的旋转板(7.1)固定连接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加载装置(4)包括施力横杆(4.1)、粗调螺柱(4.2)、橡胶阻尼器(4.3)、精调螺柱(4.4)、螺柱加载件(4.5)、定位螺柱(4.6)以及垂向推杆(4.9)；所述施力横杆(4.1)的一端与L形板(2.2)的顶端铰接，所述施力横杆(4.1)的另一端设置有导向孔(4.7)；所述橡胶阻尼器(4.3)的顶端通过螺栓(13)与导向孔(4.7)悬挂连接，所述粗调螺柱(4.2)的杆部旋进施力横杆(4.1)的端部穿入导向孔(4.7)内与螺栓(13)抵接；所述橡胶阻尼器(4.3)的底端与精调螺柱(4.4)的顶端旋转连接，所述精调螺柱(4.4)的底端杆部旋入螺柱加载件(4.5)的顶端与其螺纹连接，所述定位螺柱(4.6)的顶端杆部旋入螺柱加载件(4.5)的底端与其螺纹连接，所述定位螺柱(4.6)的底端通过固定板(4.8)与基座(1)固定连接；所述垂向推杆(4.9)设置在垂向板(2.3)上与其平行布置，所述垂向板(2.3)的上设置有套设于垂向推杆(4.9)外圈的垂向线性轴承(14)；所述垂向推杆(4.9)的上端与施力横杆(4.1)的中部铰接，所述垂向推杆(4.9)的下端与垂向滑动架(3)传动连接。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述垂向滑动架(3)与夹持装置(5)之间设置有滑动连接组件(15)，所述滑动连接组件(15)包括水平导轨(15.1)、导向轴(15.2)以及横向线性轴承(15.3)；所述水平导轨(15.1)的顶端与垂向滑动架(3)的底端固定连接，所述水平导轨(15.1)的底端与导向轴(15.2)的顶部固定连接，所述横向线性轴承(15.3)套设在导向轴(15.2)上与其滑动连接，所述横向线性轴承(15.3)的底端与夹持装置(5)的顶端固定连接。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述夹持装置(5)包括夹持架(5.1)，所述夹持架(5.1)的顶端与横向线性轴承(15.3)的底端固定连接，所述夹持架(5.1)的底端设置有用于嵌置橡胶块(6)的夹持口(5.2)，所述夹持口(5.2)内设置有楔形夹具块(5.3)；所述夹持架(5.1)的一侧设置有锁紧螺杆(5.4)，所述锁紧螺杆(5.4)上套设有弹簧(5.5)，所述锁紧螺杆(5.4)的杆部贯穿夹持架(5.1)的一侧侧壁伸入夹持口(5.2)内与楔形夹具块(5.3)抵接；所述橡胶块(6)上设置有对比线网格(6.1)，所述对比线网格(6.1)由若干个正方形格子组成，所述正方形格子的四周填充有油墨。