(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210543697.1 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 青岛理工大 学 地址 266011 山东省青岛市 市北区抚顺路 11号 (72)发明人 栗心明　池京银　刘耀　金旭阳　 郭峰　 (74)专利代理 机构 青岛高晓专利事务所(普通 合伙) 37104 专利代理师 白莹　于正河 (51)Int.Cl. G01M 13/04(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种推力轴承试验机 (57)摘要 本发明属于试验设备技术领域， 具体涉及一 种推力轴承 试验机， 主体结构 包括由上台面和下 台面以及连接上台面与下台面的立柱组成的台 架， 上台面上设置的光学系统和回转系统， 下台 面上设置的加载系统， 以及穿过上台面连接回转 系统与加载系统的主轴系统， 能够在保持架运动 受限的状态下， 进行高速工况下的润滑油膜厚度 采集， 在保持架运动不受限的状态下， 进行滚动 体与玻璃盘 之间的摩擦力矩测量， 摒弃了常规的 砝码加载方式， 通过千斤顶上压主轴系统， 实现 滚动体与玻璃盘 之间较大范围的干涉， 以获取不 同运行参数下的膜厚和摩擦力矩； 其结构简单， 操作方便， 测量数据准确、 测量结果重复性强， 便 于对高副接 触摩擦学 特性进行定量分析研究。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 114964774 A 2022.08.30 CN 114964774 A 1.一种推力轴承试验机， 其特征在于， 主体结构包括由上台面和下台面以及连接上台 面与下台面的立柱组成的台架， 上台面上设置的光学系统和回转系统， 下台面上设置的加 载系统， 以及穿过上台面连接回转系统与加载系统的主轴系统， 其中， 主轴系统由电机驱 动， 上台面上还设置有限位杆。 2.根据权利要求1所述的一种推力轴 承试验机， 其特征在于， 光学系统用于采集光干涉 图， 通过与光学系统连接的计算机对干涉图进行 处理， 能够得到膜厚， 主体结构包括平移台 以及与其连接的显微镜； 平移台设置于支 座上， 通过连接板与连接杆连接， 连接杆上设置有 显微镜支架， 显微镜支架上设置有显微镜， 其中， 显微镜包括目镜、 物镜和 镜筒； 连接杆、 显 微镜支架和显微镜连接成整体， 在位移台上水平移动， 显微镜支架上设置有调焦手轮， 能够 调节显微镜的纵向高度。 3.根据权利要求2所述的一种推力轴 承试验机， 其特征在于， 回转系统的主体结构包括 玻璃盘及其中心设置的回转轴， 以及拉压传感器； 玻璃盘与回转轴之 间设置有垫片， 回转轴 上端设置有套筒， 套筒由挡圈固定在回转轴上， 套筒 上设置有支 座板， 支座板上设置有两个 关于中心对称的传感器支座， 传感器支座上设置有拉压传感器； 回转系统的作用是实现玻 璃盘的回转运动； 当回转轴 上装设传感器杆时， 回转轴的回转由传感器杆和拉压传感器采 集， 进行摩擦力矩的测量， 当回转轴上不装设传感器杆时， 回转轴自由旋转。 4.根据权利要求3所述的一种推力轴 承试验机， 其特征在于， 加载系统的主体结构包括 千斤顶及其上设置的传感器； 千斤顶的上端设置有传感器底盘， 传感器底盘的内部设置有 加载板和加载弹簧， 传感器设置于传感器底盘的顶部， 传感器的顶部和底部分别设置有上 顶盖和下底盖， 加载弹簧与下底盖 接触。 5.根据权利要求4所述的一种推力轴 承试验机， 其特征在于， 主轴系统的主体结构包括 主轴及其上设置的球托； 主轴的顶部通过螺栓与球托底座连接， 球托底座上套设有球托和 固定圈， 主轴的下部套设有外套筒， 主轴与外套筒之间设置有两个面对面安装的对角接触 球轴承， 对角接触球轴承之间设置有轴承支撑， 外套筒的上端和下端分别设置有上端盖和 下端盖； 主轴 系统的作用是提供回转 运动， 驱动球托和滚动体转动。 6.根据权利要求5所述的一种推力轴 承试验机， 其特征在于， 加载系统对主轴系统进行 加载， 主轴系统在被上压的过程中带动球托和滚动体压在玻璃盘上， 其中， 滚动体为AKS系 列钢球， 直径 为25.4mm， 精度等级为G5； 具体的加载过程为： 千斤顶将力施加在加载板上， 加 载板通过加载弹簧将力柔性施加在传感器上， 传感器对力进 行采集并实时输出到与传感器 配套的显示 面板上。 7.根据权利要求6所述的一种推力轴承试验机， 其特征在于， 具有两种测试模式， 一种 是保持架固定状态下 的膜厚测量模式， 另一种 是保持架自由状态下 的摩擦力矩测量模式； 测量时， 首先， 将滚动体均匀布置于保持架内， 然后， 将保持架置于球托上， 其次， 将润滑剂 均匀涂覆在玻璃盘和滚动体上， 然后， 通过千斤顶将主轴系统上压， 使滚动体与玻璃盘干 涉， 电机驱动主轴系统转动， 进而带动球托和滚动体转动， 在转动过程中： 通过光学系统对 滚动体与玻璃盘之 间的干涉图像进行实时采集， 通过拉压传感器对滚动体与玻璃盘之 间的 摩擦力进行实时采集。 8.根据权利要求7所述的一种推力轴承试验机， 其特征在于， 膜厚测量的具体过程是： 在保持架的两侧设置可拆卸的挡杆， 使保持架的运动被限位杆限制， 电机通过主轴系统驱权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114964774 A 2动滚动体 自转而不公转， 滚动体的自转驱动玻璃盘转动， 显微镜采集滚动体与玻璃盘之间 的干涉图像 被将其传输 到计算机上。 9.根据权利要求7所述的一种推力轴承试验机， 其特征在于， 摩擦力测量的具体过程 是： 在回转轴上设置传感器杆， 保持架的运动不受限， 电机通过主轴系统驱动滚动体自转且 公转， 滚动体带动玻璃盘回转， 玻璃盘的转动趋势 通过传感器杆传递至拉压传感器， 拉压传 感器对玻璃盘的转动趋势进行采集并将其传输 到计算机上。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114964774 A 3