【CN109708888A】一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置及加载测量方法【专利】
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所述轴向载荷加载系统的轴向加载传递件(2-7)与所述力矩加载系统的第五轴承端盖 (11-1) 配合 ，所述轴向载荷加载系统的 第二电 动缸 (2-3) 与所述基座的 第二电 动缸安装板 (0-10)相连接；
所述力矩载荷加载系统的 第三电 动缸安装板 (10-9) 和滑动轴承连接板 (11-10) 分别与 所述基座的第一滑动轴承支座(0-1)和第三滑动轴承支座(0-5)相连接；所述力矩载荷加载 系统的 第三轴承支座 (10-1) 与所述驱 动系统的电 机支架连接板 (4-6) 连接 ；所述力矩载荷 加载系统的第五轴承(11-2)与所述驱动系统的输出轴相配合，并通过所述驱动系统的电机 支架(4-5)与所述驱动系统相连接；
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910015367 .3
(22)申请日 2019 .01 .08
(71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北 大街西段438号
(72)发明人 李仕华 孙静 王永涛 安帅帅 邵磊
(74)专利代理机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265
2
CN 109708888 A
权 利 要 求 书
2/3 页
轴承(2-1)配合，第六轴承(2-1)安装于轴向加载传递件中。 7 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述
力矩载荷加载系统还包括第三电 动缸(10-8) 、第三电 动缸连接件(10-7) 、第三力传感器 (10-6) 、第三力传感器连接件 (10-5) 、第三 轴 (10-2) 、第三 轴承 (10-3) 、第四电 动缸 (1115) 、第四电 动缸安装板 (11-6) 、第一立柱连接件 (11-4) 、第四电 动缸连接件 (11-14) 、第四 轴承(11-9)、第四力传感器(11-13)、第四轴(11-8)、第四轴承支座(11-12)、连接板(11-3)、 第二立柱连接件(11-7) 、轴承支座支撑板(11-5) 、第五轴承支座(11-16) ；
所述第一电 动缸 (3-13) 底端固定于所述第一电 动缸安装板 (3-14) 上 ，第一电 动缸 (313)末端依次连接第一力传感器(3-11)、末端呈凹圆形的第一力传感器连接件(3-15)、第一 轴(3-9) ，第一轴(3-9)与第七轴承(3-16)配合，第七轴承(3-16)安装于T形连接件(3-8)中， T形连接件 (3-8) 依次连接第一轴承支座连接件 (3-7) 、第二轴承支座 (3-6) 、第一轴承支座 (3-2)。
4 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 径向载荷加载系统还包括第一轴承支座 (3-2) 、第二轴承支座 (3-6) 、第一轴承支座连接件 (3-7)、T形连接件(3-8)、第一轴(3-9)、第一力传感器(3-11)、第一电动缸(3-13)、第一力传 感器连接件(3-15) 、第七轴承(3-16) ；
5 .根据权利要求4所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：径向 载荷加载系统的第一轴承(3-3)和第二轴承(3-4)对称分布于测试轴承两侧。
6 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 轴向载荷加载系统还包括第六轴承 (2-1) 、第二电 动缸 (2-3) 、第二电 动缸连接件 (2-4) 、第 二力传感器(2-2) 、连接块 (2-5) 、第二轴(2-6) ；所述第二电 动缸 (2-3) 依次与所述第二电 动 缸连接件(2-4)、第二力传感器(2-2)、连接块(2-5)、第二轴(2-6)连接，第二轴(2-6)与第六
所述摩擦力矩测量系统的六维力传感器(5-5)与基座的六维力传感器支架(0-3)连接； 所述力矩测量系统的测试轴承(5-2)与所述驱动系统的输出轴相配合。
2 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 基座还包括直线导轨支座(0-6)、直角筋板(0-7)、安装板(0-8)、支座(0-9) ；所述直线导轨 支座(0-6)与所述安装板(0-8)、连接，所述支座(0-9)通过所述直角筋板(0-7)与安装板(08) 连接 ，所述第二电 动缸安装板 (0-10) 固定于支座 (0-9) 上 ，所述六维力传感器支架 (0-3) 通过螺栓固定于所述安装板(0-8)上。
3 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 驱动系统还包括驱动电机(4-2)、减速器(4-3)、联轴器(4-4)、电机支架(4-5) ；所述驱动电 (4-2) 机固定于所述电 机支架 (4-5) 上 ，所述驱 动电 机 (4-2) 连接所述减速器 (4-3) 获得转 速，所述减速器(4-3)通过所述联轴器(4-4)使所述驱动系统的输出轴得到稳定输出。
本发明公开了一种低速角接触球轴承摩擦 力矩测量装置及加载测量方法，涉及轴承径向载 荷 、轴向 载 荷 、力矩载 荷以 及联合载 荷 加载 和摩 擦力矩的测量。本发明装置由基座、驱动系统、径 向载荷加载系统、轴向载荷加载系统、力矩载荷 加载系统和摩擦力矩测量系统构成。针对现有角 接触球轴承摩擦测量装置载荷加载过程中存在 其他零部件对加载载荷产生干扰的问题，本发明 采用六维力传感器和径向载荷加载系统、轴向载 荷加载系统以及力矩载荷加载系统构成的闭环 反馈控制系统来消除干扰。本发明解决了角接触 球轴承联合载荷连续高精度加载下的摩擦力矩 测量问题，使得测量摩擦力矩更为准确。
代理人 刘阳
(51)Int .Cl . G01M 13/04(2019 .01) G01L 09708888 A (43)申请公布日 2019.05.03
( 54 )发明 名称 一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置
及加载测量方法 ( 57 )摘要
权利要求书3页 说明书9页 附图5页
CN 109708888 A
CN 109708888 A
权 利 要 求 书
1/3 页
1 .一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：包括基座、驱动系统、径向 载荷加载系统、轴向载荷加载系统、力矩载荷加载系统和摩擦力矩测量系统；
其中 ，所述径向载荷加载系统的 第一电 动缸安装板 (3-14) 与所述基座的 第二滑动轴承 支座 (0-2) 相连接 ；所述径向载荷加载系统的 第一轴承 (3-3) 和第二轴承 (3-4) 与所述驱动 系统的输出轴(4-1)相配合；
所述力矩载荷加载系统的 第三电 动缸安装板 (10-9) 和滑动轴承连接板 (11-10) 分别与 所述基座的第一滑动轴承支座(0-1)和第三滑动轴承支座(0-5)相连接；所述力矩载荷加载 系统的 第三轴承支座 (10-1) 与所述驱 动系统的电 机支架连接板 (4-6) 连接 ；所述力矩载荷 加载系统的第五轴承(11-2)与所述驱动系统的输出轴相配合，并通过所述驱动系统的电机 支架(4-5)与所述驱动系统相连接；
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910015367 .3
(22)申请日 2019 .01 .08
(71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北 大街西段438号
(72)发明人 李仕华 孙静 王永涛 安帅帅 邵磊
(74)专利代理机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265
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CN 109708888 A
权 利 要 求 书
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轴承(2-1)配合，第六轴承(2-1)安装于轴向加载传递件中。 7 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述
力矩载荷加载系统还包括第三电 动缸(10-8) 、第三电 动缸连接件(10-7) 、第三力传感器 (10-6) 、第三力传感器连接件 (10-5) 、第三 轴 (10-2) 、第三 轴承 (10-3) 、第四电 动缸 (1115) 、第四电 动缸安装板 (11-6) 、第一立柱连接件 (11-4) 、第四电 动缸连接件 (11-14) 、第四 轴承(11-9)、第四力传感器(11-13)、第四轴(11-8)、第四轴承支座(11-12)、连接板(11-3)、 第二立柱连接件(11-7) 、轴承支座支撑板(11-5) 、第五轴承支座(11-16) ；
所述第一电 动缸 (3-13) 底端固定于所述第一电 动缸安装板 (3-14) 上 ，第一电 动缸 (313)末端依次连接第一力传感器(3-11)、末端呈凹圆形的第一力传感器连接件(3-15)、第一 轴(3-9) ，第一轴(3-9)与第七轴承(3-16)配合，第七轴承(3-16)安装于T形连接件(3-8)中， T形连接件 (3-8) 依次连接第一轴承支座连接件 (3-7) 、第二轴承支座 (3-6) 、第一轴承支座 (3-2)。
4 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 径向载荷加载系统还包括第一轴承支座 (3-2) 、第二轴承支座 (3-6) 、第一轴承支座连接件 (3-7)、T形连接件(3-8)、第一轴(3-9)、第一力传感器(3-11)、第一电动缸(3-13)、第一力传 感器连接件(3-15) 、第七轴承(3-16) ；
5 .根据权利要求4所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：径向 载荷加载系统的第一轴承(3-3)和第二轴承(3-4)对称分布于测试轴承两侧。
6 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 轴向载荷加载系统还包括第六轴承 (2-1) 、第二电 动缸 (2-3) 、第二电 动缸连接件 (2-4) 、第 二力传感器(2-2) 、连接块 (2-5) 、第二轴(2-6) ；所述第二电 动缸 (2-3) 依次与所述第二电 动 缸连接件(2-4)、第二力传感器(2-2)、连接块(2-5)、第二轴(2-6)连接，第二轴(2-6)与第六
所述摩擦力矩测量系统的六维力传感器(5-5)与基座的六维力传感器支架(0-3)连接； 所述力矩测量系统的测试轴承(5-2)与所述驱动系统的输出轴相配合。
2 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 基座还包括直线导轨支座(0-6)、直角筋板(0-7)、安装板(0-8)、支座(0-9) ；所述直线导轨 支座(0-6)与所述安装板(0-8)、连接，所述支座(0-9)通过所述直角筋板(0-7)与安装板(08) 连接 ，所述第二电 动缸安装板 (0-10) 固定于支座 (0-9) 上 ，所述六维力传感器支架 (0-3) 通过螺栓固定于所述安装板(0-8)上。
3 .根据权利要求1所述的一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述 驱动系统还包括驱动电机(4-2)、减速器(4-3)、联轴器(4-4)、电机支架(4-5) ；所述驱动电 (4-2) 机固定于所述电 机支架 (4-5) 上 ，所述驱 动电 机 (4-2) 连接所述减速器 (4-3) 获得转 速，所述减速器(4-3)通过所述联轴器(4-4)使所述驱动系统的输出轴得到稳定输出。
本发明公开了一种低速角接触球轴承摩擦 力矩测量装置及加载测量方法，涉及轴承径向载 荷 、轴向 载 荷 、力矩载 荷以 及联合载 荷 加载 和摩 擦力矩的测量。本发明装置由基座、驱动系统、径 向载荷加载系统、轴向载荷加载系统、力矩载荷 加载系统和摩擦力矩测量系统构成。针对现有角 接触球轴承摩擦测量装置载荷加载过程中存在 其他零部件对加载载荷产生干扰的问题，本发明 采用六维力传感器和径向载荷加载系统、轴向载 荷加载系统以及力矩载荷加载系统构成的闭环 反馈控制系统来消除干扰。本发明解决了角接触 球轴承联合载荷连续高精度加载下的摩擦力矩 测量问题，使得测量摩擦力矩更为准确。
代理人 刘阳
(51)Int .Cl . G01M 13/04(2019 .01) G01L 09708888 A (43)申请公布日 2019.05.03
( 54 )发明 名称 一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置
及加载测量方法 ( 57 )摘要
权利要求书3页 说明书9页 附图5页
CN 109708888 A
CN 109708888 A
权 利 要 求 书
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1 .一种低速角接触球轴承摩擦力矩测量装置，其特征在于：包括基座、驱动系统、径向 载荷加载系统、轴向载荷加载系统、力矩载荷加载系统和摩擦力矩测量系统；
其中 ，所述径向载荷加载系统的 第一电 动缸安装板 (3-14) 与所述基座的 第二滑动轴承 支座 (0-2) 相连接 ；所述径向载荷加载系统的 第一轴承 (3-3) 和第二轴承 (3-4) 与所述驱动 系统的输出轴(4-1)相配合；