技术摘要：
一种向心关节轴承摩擦性能测试系统，该系统包括驱动系统、加载装置和信息采集与数据处理系统。本发明通过在驱动系统中设计特殊结构的转动臂，无需引入复杂的传动机构和零部件，即可满足传动轴的转动和摆动自由度，对摆动机构形式进行简化；同时通过设计专门的加载台，  全部
背景技术：
向心关节轴承具有承载能力大、抗冲击、抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点， 有助于提高运动构件的灵活性，广泛地应用在工程机械中。向心关节轴承内外圈摩擦副的 摩擦性能对运动构件的传动效率有十分重要的影响。测量向心关节轴承在服役工况下的摩 擦性能，是提高运动构件传动效率、改进机构形式的重要依据。 向心关节轴承在服役时一般会同时做旋转和摆动运动，为了实现这一复合运动， 往往需要引入较为复杂或特殊的摆动机构，从而对与轴承相连的传动轴的摆动角度进行调 节，这就为轴承摩擦测试机构的设计带来不便。 专利文献CN109752184A公开了一种高速摆动轴承疲劳寿命试验装置。其采用飞轮 与驱动电机直连，通过飞轮转动产生的离心力带动试验轴承做往复旋转摆动。该装置在转 速较快时会带来一定的危险性，限制了试验装置的使用范围。专利文献CN201397277公开了 一种关节轴承摩擦磨损试验的摆动装置。其采用曲柄-滑块-导杆机构作为摆动装置，通过 调整偏心销与圆盘旋转中心的距离控制摆动装置的摆角范围，结构复杂，且需要一个圆盘 来固定滑块位置，摆角范围受到圆盘尺寸的限制。 另一方面，向心关节轴承在工作时还需要承受来自传动轴的径向载荷。因此，为了 使试验符合真实情况，传动轴在起到传动作用的同时，还需要能够传递径向载荷。现有的关 节轴承摩擦性能测试装置一般都是通过轴承外圈夹具对轴承施加载荷，与关节轴承的真实 服役情况不符。 专利CN203231893U公开了一种复合摆动式关节轴承寿命试验机。其采用液压加载 机构通过专门的加载夹具和轴承夹具对待测关节轴承施加载荷，传动轴不具有传递径向载 荷的功能，与实际工况存在差异。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种向心关节轴承摩擦性能测试系 统及，一方面对摆动装置机构形式进行简化，从而扩大试验机的测试范围；另一方面，通过 传动轴向关节轴承传递载荷，使径向载荷的施加更贴近真实工况。在此基础上，连续测量不 同主轴摆角、不同径向载荷、不同摆动频率下关节轴承内外圈间的摩擦扭矩和摩擦系数，并 自动记录摩擦扭矩、摩擦系数等试验结果。 为达到上述目的，本发明的技术方案如下： 一种向心关节轴承摩擦性能测试系统，该系统包括驱动系统、加载装置和信息采 集与数据处理系统，其特征在于：所述的驱动装置包括两相调速电机、减速箱、转动臂、主轴 和传动轴；所述转动臂包括连杆、螺杆螺母调节机构和平衡砝码；螺杆螺母调节机构和平衡 砝码分别安装在连杆的两端，连杆的中部与减速箱的输出轴相连；所述螺杆螺母调节机构 3 CN 111595580 A 说　明　书 2/4 页 通过转动副与主轴相连；所述的加载装置包括加载台、蜗杆、传动箱、待测轴承和加载手轮； 加载手轮通过传动箱、蜗杆和加载台与传动轴连接，该传动轴分别与所述的主轴和待测轴 承的内圈同轴相连。 所述信息采集与数据处理系统包括拉力传感器、准静态电阻应变仪、转速传感器 和含有控制和计算软件的计算机；所述的拉力传感器、准静态电阻应变仪和转速传感器分 别通过导线与计算机相连。 本发明的另一技术特征在于：所述加载台含有第一转动环和第二转动环；第一转 动环两侧通过转动轴和第一滚动轴承安装在第二转动环上；所述的第二转动环通过第二滚 动轴承安装在蜗杆的顶部；所述的传动轴穿过第一转动环两侧并通过第三滚动轴承与第一 转动环连接；第一、第二和第三滚动轴承的中心轴线均通过待测轴承的球心。 本发明的又一技术特征在于：在所述的转动臂与所述的主轴之间安装有可拆卸的 第一连接套筒；在主轴与传动轴之间安装有可拆卸的第二连接套筒。 上述技术方案中，所述的转速传感器安装在减速箱的输出轴上；所述的拉力传感 器安装在蜗杆上，所述的准静态电阻应变仪固定在转动臂上的连杆外周。 优选地，所述主轴上粘贴有应变片，应变片通过导线与准静态电阻应变仪相连。 本发明与现有关节轴承摩擦性能测试装置相比，具有以下优点及突出性效果：① 由于采用了螺杆螺母调节机构，无需引入复杂的传动机构和零部件，从而大大简化了轴承 的摆动机构，扩大了试验机的测试范围；②实现了传动轴传递径向载荷的功能，贴近真实工 况：通过设计专门的加载台，一方面利用多个滚动轴承连接传动轴和加载台的两个转动环， 满足了传动轴的转动和摆动自由度，另一方面能够对传动轴直接施加径向载荷，进而将径 向载荷传递到轴承内圈，实现了径向载荷的准确加载，从而更加贴近真实运行工况；③测试 精度高，具有很强的可维护性和使用灵活性：采用可拆卸的连接套筒连接试验机用的轴件， 可以根据试验需要进行更换。 附图说明 图1是本发明提供的向心关节轴承摩擦性能测试系统原理结构示意图。 图2是本发明的向心关节轴承摩擦性能测试系统整体结构示意图。 图3是转动臂的立体结构示意图。 图4是转动臂的结构原理剖视图。 图5是本发明的加载台及加载装置的立体结构示意图。 图6是加载台的结构原理示意图。 图7是摆动角度调节原理示意图。 图中：1-两相调速电机；2-减速箱；3-转动臂；4-第一连接套筒；5-主轴；6-第二连 接套筒；7-传动轴；8-待测轴承；9-轴承座；10-机架；11-加载台；12-蜗杆；13-传动箱；14-加 载手轮；15-拉力传感器；16-准静态电阻应变仪；17-转速传感器；18-计算；19-连杆；20-螺 杆螺母调节机构；21-平衡砝码；22-转动副；23-滚珠花键轴；24-第一转动环；25-第二转动 环；26-转动轴；27–第一滚动轴承；28-第二滚动轴承；29-第三滚动轴承。 4 CN 111595580 A 说　明　书 3/4 页