CN103323239B - 关节轴承检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种关节轴承检测装置，包括检测工作台、安装于检测工作台上的关节轴承装夹装置、加载***以及控制***；关节轴承装夹装置包括分别设有中心孔的关节轴承固定座和关节轴承固定盖；加载***包括加载头、用于驱动加载头的液压作动***以及设置于两者之间的拉压传感器；其中，检测装置还包括将关节轴承的外圈固定于加载头上的关节轴承外圈固定件，以及安装于检测工作台上与关节轴承外圈固定件相对的位移传感器，控制***通过导线对拉压传感器和位移传感器进行信号采集和处理，并根据采集的信号控制加载***。本发明的检测装置可准确可靠地检测关节轴承在实际载荷作用下的固定质量以及检测固定后的关节轴承产生设定位移所需的轴向载荷。
Description
技术领域
本发明属于工程机械试验设备技术领域，涉及一种关节轴承的检测装置。
背景技术
关节轴承是一种特殊结构的滑动轴承，主要是由一个带外球面的内圈和一个带内球面的外座圈组成，其被广泛应用于机械工程、航空飞行器等的摆动构件连接。自由状态下的关节轴承与工作状态下的关节轴承性能差别较大，关节轴承的实际性能只有在装配完成后才能表现出来。因此，目前主要通过推出力数值来判断关节轴承固定是否可靠，从而评价关节轴承固定质量。
现有推出力检测方法有两种：一种是通过一次性推出来检测其推出力的最大值；另一种是施加指定的轴向载荷，检测关节轴承在外座圈中是否产生位移。例如实用新型专利“可用于关节轴承在装配壳体内外圈转动或脱出的检测仪”(CN201622172U)中公开的现有装置常采用第一种方法对关节轴承固定质量进行检测，目前尚没有采用上述第二种方法检测关节轴承固定质量的装置。然而在实际的使用过程中，多数关节轴承承受的轴向载荷在数值和方向上随时间变化，结合考虑到轴承加工制造过程中和安装过程中所产生的残余应力在使用过程中的释放对关节轴承固定质量的影响等因素，仅依靠现有的一次性推出检测方法不能准确地评价实际载荷作用下关节轴承的固定质量。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种检测关节轴承的装置，该装置可以模拟真实工况时对关节轴承施加的轴向载荷，能够真实准确地检测关节轴承在实际载荷作用下的固定质量，并可通过更换装夹工装对不同型号关节轴承的固定质量进行检测。
本发明的另一个目的在于提供一种检测关节轴承的装置，该装置可以通过设定位移，来检测固定后的关节轴承产生该位移所需施加的轴向载荷。
为此，本发明提出一种关节轴承的检测装置，其包括检测工作台、安装于检测工作台上的关节轴承装夹装置、加载***以及控制***；所述关节轴承装夹装置包括分别设有中心孔的关节轴承固定座和关节轴承固定盖，安装有关节轴承的模拟部件被固定于两者之间；所述加载***包括加载头、用于驱动所述加载头的液压作动***以及设置于所述加载头和所述液压作动***之间的拉压传感器；其中，所述检测装置还包括通过所述关节轴承固定座和所述关节轴承固定盖的中心孔将关节轴承的外圈固定于所述加载头上的关节轴承外圈固定件，以及安装于所述检测工作台上与所述关节轴承外圈固定件相对的位移传感器，所述控制***通过导线对所述拉压传感器和所述位移传感器进行信号采集和处理，并根据采集的信号控制所述加载***。
进一步地，所述位移传感器的外部套设有超限保护套，并且所述位移传感器能够有余度地在所述超限保护套内移动，以实现对位移传感器超限保护的功能。
优选地，所述超限保护套可被设置为阶梯形套筒，其小径端部置于形成在所述检测工作台上的凹孔中，其大径端部与所述关节轴承外圈固定件相对并具有与所述关节轴承外圈固定件的尺寸相匹配的直径。
可选地，所述关节轴承外圈固定件为螺栓，其螺杆部分穿过关节轴承的内圈并旋入形成于所述加载头上的螺纹孔中，其头部尺寸与关节轴承的外圈尺寸相匹配。
可选地，所述关节轴承固定座上设有容纳安装有关节轴承的模拟部件的凹槽。
可选地，所述拉压传感器通过螺纹连接固定于所述加载头上。
进一步地，所述控制***还可根据所采集的拉压传感器和位移传感器的信号进行超限急停控制。
通过采用上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有如下优点：
1、控制***通过导线对位移传感器进行信号采集和处理，并可设定超限保护程序，结合机械保护装置，即超限保护套，可对位移传感器进行超量程保护；
2、根据一种实施方式，本发明的关节轴承检测装置可以对关节轴承在轴线方向上施加随时间变化的载荷，能够模拟实际工况条件下的载荷谱；
3、根据另一种实施方式，本发明的关节轴承检测装置还可以通过设定位移，检测固定后的关节轴承产生该设定位移所需施加的轴向载荷。
附图说明
本发明的更多特征及优点将通过下面结合附图对具体实施方式的进一步详细说明来更好地理解。附图中：
图1为根据本发明一种实施方式的关节轴承检测装置的结构示意简图；
图2为图1所示关节轴承检测装置中A部分的放大示意简图，示出了对关节轴承进行装夹和加载的主要部件。
具体实施方式
下面将具体描述实现本发明的关节轴承检测装置，首先参见图1，其示出了根据本发明一种实施方式的关节轴承检测装置的结构示意简图。该关节轴承检测装置包括检测工作台2，该检测工作台2可放置于一个支撑座1上，用于装夹关节轴承的关节轴承装夹装置3被固定于检测工作台2上。加载***布置在关节轴承装夹装置3的上方，包括加载头、液压作动***和设置在加载头和液压作动***之间的拉压传感器，这在下面将会详述。液压作动***可通过设置在支撑座1上的支架17支撑，并通过导线与控制***中的液压控制器部分4连接，用于对加载头实现作动控制。优选地，该液压作动***采用的是双向油缸，如图1中的数字15所示。此外，控制***还包括对关节轴承检测数据进行采集和处理的控制器部分5，例如包括控制柜、控制按钮和显示屏等等，在下面结合检测过程的描述中将会对此有更好的理解。
图2图释了图1所示关节轴承检测装置中A部分的放大示意简图，更为清楚地示出了对关节轴承进行装夹和加载的主要部件。其中，关节轴承装夹装置包括关节轴承固定座6和关节轴承固定盖8，并在其上分别设有中心孔601和801。安装有关节轴承16的模拟部件7可固定于关节轴承固定座6和关节轴承固定盖8之间，例如可通过设置在关节轴承固定座6上的凹槽602来容纳模拟部件7。利用上述中心孔601和801，关节轴承外圈固定件，例如螺栓11可将关节轴承16的外圈161固定于加载头9上，并且中心孔601和801还提供了加载头9往复移动的行程空间。
从图2中可见，在关节轴承外圈固定件11采用螺栓的情况下，其螺杆部分可穿过关节轴承16的内圈162并旋入形成于所述加载头9上的螺纹孔901中，其头部的尺寸则与关节轴承16的外圈161的尺寸相匹配，用以将外圈161稳定可靠地固定至加载头9。然而，可以想象的是，关节轴承外圈固定件11也可采用其他的方式与加载头连接，例如弹簧卡片的形式等等。
在本发明中，在检测工作台2上安装有一个位移传感器12，如图2所示，该位移传感器12的位置与关节轴承外圈固定件11的头部相对，并且位移传感器12可被放置于检测工作台2上形成的凹孔201中且可沿该凹孔有一定余度地移动。这里优选在位移传感器12的外部套设有一个超限保护套13，以使得位移传感器可在超限保护套13内有余度地移动。更优选地，该超限保护套13可被设置为一个阶梯形套筒，其小径端部置于凹孔201中，其大径端部与所述关节轴承外圈固定件11相对并具有与关节轴承外圈固定件11头部的尺寸相匹配的直径。这样设置的好处在于，当关节轴承外圈固定件11下移并触碰位移传感器12到一定位移时，关节轴承外圈固定件11抵接超限保护套13的表面，而不会促使位移传感器12继续下移，从而起到对位移传感器的超量程保护。
图2还示出了拉压传感器10与加载头9的一种连接方式。在该实施方式中，加载头9的连接部分上可设有外部螺纹并可旋入形成在拉压传感器10上的螺纹孔101中。当然，本领域技术人员还可设想出其他连接方式，这里示出的并非用于限定。图中还可见拉压传感器10和位移传感器12均通过导线14与控制***(图2中未示出)连接，从而控制***可根据采集的信号来控制加载***的液压作动***进而控制加载头9的动作。进一步地，所述控制***还可根据所采集的拉压传感器和位移传感器的压力和位移信号进行超限急停控制。图2中示出的关节轴承固定座6、关节轴承固定盖8和检测工作台2之间的连接可采用螺栓来实现，为了清楚起见，将螺栓去除。
下面结合附图简略概括本发明的关节轴承检测装置的实施过程，其中，对关节轴承固定质量的实验工作过程如下：首先，将套设有超限保护套13的位移传感器12固定在检测工作台2上的凹孔201中，然后将关节轴承固定座6通过螺栓固定在检测工作台2上；安装有关节轴承16的模拟部件7放置于内，并且关节轴承16的内圈162内***关节轴承外圈固定件11；将关节轴承固定盖8置于加载头9的下端部，之后通过关节轴承外圈固定件11将关节轴承16的外圈161固定在加载头9上；启动控制***，对拉压传感器10进行调零，通过控制按钮控制加载头9向下移动，关节轴承16的外圈161的下表面与关节轴承固定座6上的凹槽602接触时拉压传感器10会产生压力数值，当压力数值达到规定数值(每种轴承对应一个规定的压力值)时，加载头9停止移动；用螺栓将关节轴承固定盖8与关节轴承固定座6连接，拧紧螺栓以固定关节轴承16的外圈161；对位移传感器10进行调零，完成关节轴承16的固定等准备工作。此时，通过控制***输入模拟真实工况载荷随时间的变化曲线和位移、压力的超限停机值，然后开始固定质量检测实验，实验过程实时记录关节轴承所承受的载荷及产生的位移。检测完毕后，通过控制按钮调整，使拉压传感器10的读数变回零值，将连接关节轴承固定盖8和关节轴承固定座6的螺栓拆卸，通过控制按钮抬起加载头9，然后拆卸关节轴承16和关节轴承外圈固定件11，最后拆卸关节轴承固定座6及取出位移传感器12。控制***则可以对检测获得的数据进行处理研究。
根据本发明的另一种实施方式，对关节轴承固定后在指定位移下的轴向载荷的检测实验工作过程如下：与上述实验过程相同，首先需完成关节轴承16的固定等准备工作，然后，通过控制***输入指定位移值和压力的超限停机值，开始在指定位移值下的轴向载荷检测实验。实验过程实时记录关节轴承16所承受的载荷及产生的位移。当位移值达到指定值时，检测完毕，通过控制按钮调整，使拉压传感器10的读数变回零值，将连接关节轴承固定盖8和关节轴承固定座6的螺栓拆卸，通过控制按钮抬起加载头9，然后拆卸关节轴承16和关节轴承外圈固定件11，最后拆卸关节轴承固定座6及取出位移传感器12。同样，通过控制***可以对检测获得的数据进行处理研究。
不难看出，通过本发明的检测装置，可以准确可靠并且容易实施地检测关节轴承在实际载荷作用下的固定质量，还可通过设定位移来检测固定后的关节轴承产生设定位移所需的轴向载荷。该检测装置便于重复拆装，且可通过更换不同尺寸的关节轴承装夹装置来对不同型号的关节轴承进行固定质量的检测和评价，应用非常广泛。
应当理解的是，上述内容仅为本发明的较佳实施方式，并非用来限定本发明的实施范围。凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。本发明的保护范围由权利要求所确定。
Claims (5)
1.一种关节轴承检测装置，包括检测工作台、安装于检测工作台上的关节轴承装夹装置、加载***以及控制***；所述关节轴承装夹装置包括分别设有中心孔的关节轴承固定座和关节轴承固定盖，安装有关节轴承的模拟部件被固定于两者之间；所述加载***包括加载头、用于驱动所述加载头的液压作动***以及设置于所述加载头和所述液压作动***之间的拉压传感器；
其中，所述检测装置还包括通过所述关节轴承固定座和所述关节轴承固定盖的中心孔将关节轴承的外圈固定于所述加载头上的关节轴承外圈固定件，以及安装于所述检测工作台上与所述关节轴承外圈固定件相对的位移传感器，所述控制***通过导线对所述拉压传感器和所述位移传感器进行信号采集和处理，并根据采集的信号控制所述加载***，
其中，所述位移传感器的外部套设有超限保护套，所述位移传感器能够有余度地在所述超限保护套内移动，
所述超限保护套为阶梯形套筒，其小径端部置于形成在所述检测工作台上的凹孔中，其大径端部与所述关节轴承外圈固定件相对并具有与所述关节轴承外圈固定件的尺寸相匹配的直径。
2.根据权利要求1所述的关节轴承检测装置，其特征在于，所述关节轴承外圈固定件为螺栓，其螺杆部分穿过关节轴承的内圈并旋入形成于所述加载头上的螺纹孔中，其头部尺寸与关节轴承的外圈尺寸相匹配。
3.根据权利要求1所述的关节轴承检测装置，其特征在于，所述关节轴承固定座上设有容纳安装有关节轴承的模拟部件的凹槽。
4.根据权利要求1所述的关节轴承检测装置，其特征在于，所述拉压传感器通过螺纹连接固定于所述加载头上。
5.根据权利要求1所述的关节轴承检测装置，其特征在于，所述控制***还根据所采集的拉压传感器和位移传感器的信号进行超限急停控制。
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