CN105547701B - 一种薄壁轴承检测台动载测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁轴承检测台动载测试装置，包括振动加载机构、薄壁轴承装夹装置和机架，所述振动加载机构设在机架的两侧呈左右对称分布，薄壁轴承装夹装置设在振动加载机构的中间，并位于机架的内部，所述机架包括底座、支撑座、中间垫块和上盖板，所述振动加载机构包括联轴器、凸轮传动轴、支撑轴承、凸轮垫圈、凸轮盘、轴承安装座、安装座固定螺钉、滚动轴承、凸轮顶杆、支杆、支杆销、加压杆、压力调节螺栓、锁紧螺母、弹簧压盖、加力弹簧、加载压盖、传感器安装座、压力传感器，所述薄壁轴承装夹装置包括薄壁轴承、动力输入轴、动力输出轴。本发明实现了将对柔性薄壁轴承所承受外力的不同动载和不同转速比工况下的性能测试。

Description

一种薄壁轴承检测台动载测试装置

技术领域

本发明为一种薄壁轴承检测台动载测试装置，尤其适用于谐波减速器中波发生器中薄壁轴承的检测，特别涉及一种用于测试精密薄壁轴承在动载和不同转速比工况下定量加力的性能测试装置，属于机械检测领域。

技术背景

谐波减速器作为工业机器人的核心基础部件，对其技术的研发目前已成为国产工业机器人产业化的瓶颈。精密柔性薄壁轴承又是谐波减速器的核心部件，对谐波减速器的整体性能起着至关重要的作用。精密柔性薄壁轴承在工作状态下，不仅承受与薄壁轴承内圈精密配合椭圆轴的挤胀下的弹性变形，而且还要承受因自身运转产生的交变应力，并且在工况不理想的情况下，还要承受来自外界不同的静载或动载力。因此需要对该精密柔性薄壁轴承的稳定性、回转精度以及寿命进行测试，待达到要求后才能投入产业化生产，进而解决我国工业机器人产业化的瓶颈问题，实现我国工业机器人的产业化和广泛应用。

精密柔性薄壁轴承作为谐波减速器的关键零部件，其在不同工况下的回转精度和稳定性对谐波减速器整体性能有着非常重要的作用。本发明将对精密柔性薄壁轴承所承受来自外力的不同动载荷和不同转速比工况下进行精密柔性薄壁轴承性能的测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、操作便捷、机械性能稳定、工作可靠的一种薄壁轴承检测台动载测试装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种薄壁轴承检测台动载测试装置，包括振动加载机构，薄壁轴承装夹装置和机架，所述振动加载机构设在机架的两侧呈左右对称分布，薄壁轴承装夹装置设在振动加载机构的中间，并位于机架的内部，所述的机架包括底座、支撑座、中间垫块和上盖板，所述的支撑座设在底座上方，用螺栓固定在底座上，中间垫块设在支撑座上方，左右两侧各一块呈对称分布，上盖板设在中间垫块上，用紧固螺丝穿过中间垫块固定在支撑座上；所述的振动加载机构包括联轴器、凸轮传动轴、支撑轴承、凸轮垫圈、凸轮盘、轴承安装座、安装座固定螺钉、滚动轴承、凸轮顶杆、支杆、支杆销、加压杆、压力调节螺栓、锁紧螺母、弹簧压盖、加力弹簧、加载压盖、传感器安装座、压力传感器、压力导向螺栓和加载块，所述的联轴器设在凸轮传动轴上端与电机动力轴相连接，凸轮传动轴通过支撑轴承固定在上盖板和轴承安装座上，轴承安装座通过安装座固定螺钉固定在支撑座的上端面，凸轮垫圈设在凸轮传动轴上，并位于上盖板和凸轮盘之间，用于定位上方的支撑轴承，凸轮盘安装在凸轮传动轴的轴肩上，凸轮盘的椭圆面与滚动轴承相互配合，滚动轴承安装在凸轮顶杆的一端，凸轮顶杆穿过中间垫块，凸轮顶杆的另一端通过销钉连接加压杆的上端，加压杆中间通过支杆销连接支杆，支杆的另一端通过螺纹紧固在支撑座上，加压杆的下端设有压力调节螺栓和锁紧螺母，弹簧压盖一端与加力弹簧相连接，另一端与压力调节螺栓相接触，加力弹簧的另一端与加载压盖相连接，加载压盖通过压力导向螺栓与传感器安装座相连接，压力传感器安装在传感器安装座与加载压盖之间，压力传感器用测量加力弹簧施加给薄壁轴承的径向动载荷，加载块设在薄壁轴承装夹装置的内部，并通过内螺纹孔与传感器安装座一端的公螺纹相连接；所述的薄壁轴承装夹装置包括薄壁轴承、动力输入轴、动力输出轴、输入轴支撑轴承、输出轴支撑轴承、轴承安装座和端盖，所述的轴承安装座固定在支撑座上，动力输出轴一端通过输出轴支撑轴承固定在轴承安装座上，动力输出轴另一端中的薄壁内腔中安放薄壁轴承且外壁与加载块相连接，承受加载块加载的载荷，动力输入轴一端通过输入轴支撑轴承固定在动力输出轴内腔中，另一端通过输入轴支撑轴承固定在端盖上，端盖固定在轴承安装座上，薄壁轴承设在动力输入轴的轴肩上，薄壁轴承的外圈与动力输出轴右端的内壁相接触，最终将加载的动载荷施加在薄壁轴承上，使薄壁轴承在交变的动载荷下工作。

进一步地，所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输入轴安装薄壁轴承的轴肩为椭圆形结构。

进一步地，所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输出轴一端为实心轴，另一端为薄壁杯孔。

相比现有技术，本发明实现了对精密柔性薄壁轴承所承受来自外力的不同动载和不同转速比工况下进行精密柔性薄壁轴承性能的测试，指导谐波减速器最佳传动比选取，结构简单、操作方便、机械性能稳定、安全可靠、高效。

附图说明

图1为本发明实施例的轴侧结构示意图。

图2为本发明实施例的侧视结构图。

图3为图2中 A-A方向的剖视图。

图4为图3中 B-B方向的剖视图。

图5为凸轮盘传动结构局部放大图。

图6为径向加载部分的局部放大图。

图7为动力输出轴结构示意图。

图中所示：1为压力调节螺栓，2为锁紧螺母，3为弹簧压盖，4为加力弹簧，5为加载压盖，6为传感器安装座，7为底座，8为动力输入轴，9为薄壁轴承，10为支撑座，11为加载块，12为压力传感器，13为动力输出轴，14为轴承安装座，15为支撑轴承，16为凸轮顶杆，17为凸轮盘，18为凸轮垫圈，19为上盖板，20为凸轮传动轴，21为联轴器，22为轴承安装座，23为中间垫块，24为滚动轴承，25为支杆，26为支杆销，27为加压杆，28为输出轴支撑轴承，29为输入轴支撑轴承，30为端盖，31为安装座固定螺钉，32为压力导向螺栓。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例1

根据附图1至6所示，一种薄壁轴承检测台动载测试装置，包括振动加载机构，薄壁轴承装夹装置和机架，振动加载机构设在机架的两侧呈左右对称分布，薄壁轴承装夹装置设在振动加载机构的中间，并位于机架的内部，所述的机架包括底座7、支撑座10、中间垫块23和上盖板19，所述的支撑座10设在底座7上方，用螺栓固定在底座7上，中间垫块23设在支撑座10上方，左右两侧各一块呈对称分布，上盖板19设在中间垫块23上，用紧固螺丝穿过中间垫块23固定在支撑座10上；所述的振动加载机构包括联轴器21、凸轮传动轴20、支撑轴承15、凸轮垫圈18、凸轮盘17、轴承安装座22、安装座固定螺钉31、滚动轴承24、凸轮顶杆16、支杆25、支杆销26、加压杆27、压力调节螺栓1、锁紧螺母2、弹簧压盖3、加力弹簧4、加载压盖5、传感器安装座6、压力传感器12、压力导向螺栓32和加载块11，所述的联轴器21设在凸轮传动轴20上端与电机动力轴相连接，凸轮传动轴20通过支撑轴承15固定在上盖板19和轴承安装座22上，轴承安装座22通过安装座固定螺钉31固定在支撑座10的上端面，凸轮垫圈18设在凸轮传动轴20上，并位于上盖板19和凸轮盘17之间，用于定位上方的支撑轴承15，凸轮盘17安装在凸轮传动轴20的轴肩上，凸轮盘17的椭圆面与滚动轴承24相互配合，滚动轴承24安装在凸轮顶杆16的一端，凸轮顶杆16穿过中间垫块23，凸轮顶杆16的另一端通过销钉连接加压杆27的上端，加压杆27中间通过支杆销26连接支杆25，支杆25的另一端通过螺纹紧固在支撑座10上，加压杆27的下端设有压力调节螺栓1和锁紧螺母2，弹簧压盖3一端与加力弹簧4相连接，另一端与压力调节螺栓1相接触，加力弹簧4的另一端与加载压盖5相连接，加载压盖5通过压力导向螺栓32与传感器安装座6相连接，压力传感器12安装在传感器安装座6与加载压盖5之间，压力传感器12用测量加力弹簧4施加给薄壁轴承9的径向动载荷，加载块11设在薄壁轴承装夹装置的内部，并通过内螺纹孔与传感器安装座6一端的公螺纹相连接；所述的薄壁轴承装夹装置包括薄壁轴承9、动力输入轴8、动力输出轴13、输入轴支撑轴承29、输出轴支撑轴承28、轴承安装座14和端盖30，所述的轴承安装座14固定在支撑座10上，动力输出轴13一端通过输出轴支撑轴承28固定在轴承安装座14上，动力输出轴13另一端中的薄壁内腔中安放薄壁轴承9且外壁与加载块11相连接，承受加载块11加载的载荷，动力输入轴8一端通过输入轴支撑轴承29固定在动力输出轴13内腔中，另一端通过输入轴支撑轴承29固定在端盖30上，端盖30固定在轴承安装座14上，薄壁轴承9设在动力输入轴8的轴肩上，薄壁轴承9的外圈与动力输出轴13右端的内壁相接触，最终将加载的动载荷施加在薄壁轴承9上，使薄壁轴承9在交变的动载荷下工作。

本实施例的工作原理如下：

操作时通过手动调节压力调节螺栓1可将力通过弹簧压盖3、加力弹簧4、加载压盖5、传感器安装座6、压力传感器12和加载块11加载到薄壁传动输出轴的薄壁外壳上，进而将外部的径向载荷加载到薄壁轴承9上，在进行外部载荷加载时，可通过压力传感器12进行外部载荷定量监测，从而指导手动调节压力调节螺栓1旋进位置，在进行薄壁轴承9性能测试时，当调整好薄壁轴承9径向载荷时，动力输入轴8在电机的带动下转动，薄壁轴承9在承受自身运转产生的交变应力的作用下工作，在外部电涡流、加速度和转速等传感器的测量下，完成对薄壁轴承9的测试。其中锁紧螺母2起到保险限位作用，防止压力调节螺栓1在螺纹损伤或加力过大时产生滑移。同时本发明也能实现输入输出轴在不同减速比工况下的性能测试，薄壁传动输出轴被很小转速的电机反向带动，因此柔性薄壁轴承9就内外圈分别以相差较大的转速运转，不同的传动比的实现只需改变与动力输入轴8和薄壁传动输出轴联接驱动电机的转速即可，其转速比即为传动比。根据轴承性能测试结果，最终可以实现指导谐波减速器最佳传动比选取。

实施例2

本实例与实例1区别在于所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输入轴8安装薄壁轴承9的轴肩为椭圆形结构。

实施例3

如图7所示，本实例与实例1区别在于所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输出轴13一端为实心轴，另一端为薄壁杯孔，结构简单，加工方便。

所述实施例仅为本发明的较佳的实例而已，并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在所述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种薄壁轴承检测台动载测试装置，包括振动加载机构，薄壁轴承装夹装置和机架，其特征在于：振动加载机构设在机架的两侧呈左右对称分布，薄壁轴承装夹装置设在振动加载机构的中间，并位于机架的内部，所述的机架包括底座(7)、支撑座(10)、中间垫块(23)和上盖板(19)，所述的支撑座(10)设在底座(7)上方，用螺栓固定在底座(7)上，中间垫块(23)设在支撑座(10)上方，左右两侧各一块呈对称分布，上盖板(19)设在中间垫块(23)上，用紧固螺丝穿过中间垫块(23)固定在支撑座(10)上；所述的振动加载机构包括联轴器(21)、凸轮传动轴(20)、支撑轴承(15)、凸轮垫圈(18)、凸轮盘(17)、轴承安装座(22)、安装座固定螺钉(31)、滚动轴承(24)、凸轮顶杆(16)、支杆(25)、支杆销(26)、加压杆(27)、压力调节螺栓(1)、锁紧螺母(2)、弹簧压盖(3)、加力弹簧(4)、加载压盖(5)、传感器安装座(6)、压力传感器(12)、压力导向螺栓(32)和加载块(11)，所述的联轴器(21)设在凸轮传动轴(20)上端与电机动力轴相连接，凸轮传动轴(20)通过支撑轴承(15)固定在上盖板(19)和轴承安装座(22)上，轴承安装座(22)通过安装座固定螺钉(31)固定在支撑座(10)的上端面，凸轮垫圈(18)设在凸轮传动轴(20)上，并位于上盖板(19)和凸轮盘(17)之间，用于定位上方的支撑轴承(15)，凸轮盘(17)安装在凸轮传动轴(20)的轴肩上，凸轮盘(17)的椭圆面与滚动轴承(24)相互配合，滚动轴承(24)安装在凸轮顶杆(16)的一端，凸轮顶杆(16)穿过中间垫块(23)，凸轮顶杆(16)的另一端通过销钉连接加压杆(27)的上端，加压杆(27)中间通过支杆销(26)连接支杆(25)，支杆(25)的另一端通过螺纹紧固在支撑座(10)上，加压杆(27)的下端设有压力调节螺栓(1)和锁紧螺母(2)，弹簧压盖(3)一端与加力弹簧(4)相连接，另一端与压力调节螺栓(1)相接触，加力弹簧(4)的另一端与加载压盖(5)相连接，加载压盖(5)通过压力导向螺栓(32)与传感器安装座(6)相连接，压力传感器(12)安装在传感器安装座(6)与加载压盖(5)之间，压力传感器(12)用于测量加力弹簧(4)施加给薄壁轴承(9)的径向动载荷，加载块(11)设在薄壁轴承装夹装置的内部，并通过内螺纹孔与传感器安装座(6)一端的公螺纹相连接；所述的薄壁轴承装夹装置包括薄壁轴承(9)、动力输入轴(8)、动力输出轴(13)、输入轴支撑轴承(29)、输出轴支撑轴承(28)、轴承安装座(14)和端盖(30)，所述的轴承安装座(14)固定在支撑座(10)上，动力输出轴(13)一端通过输出轴支撑轴承(28)固定在轴承安装座(14)上，动力输出轴(13)另一端中的薄壁内腔中安放薄壁轴承(9)且外壁与加载块(11)相连接，承受加载块(11)加载的载荷，动力输入轴(8)一端通过输入轴支撑轴承(29)固定在动力输出轴(13)内腔中，另一端通过输入轴支撑轴承(29)固定在端盖(30)上，端盖(30)固定在轴承安装座(14)上，薄壁轴承(9)设在动力输入轴(8)的轴肩上，薄壁轴承(9)的外圈与动力输出轴(13)右端的内壁相接触，最终将加载的动载荷施加在薄壁轴承(9)上，使薄壁轴承(9)在交变的动载荷下工作。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁轴承检测台动载测试装置，其特征在于：所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输入轴(8)安装薄壁轴承(9)的轴肩为椭圆形结构。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁轴承检测台动载测试装置，其特征在于：所述的薄壁轴承装夹装置中的动力输出轴(13)一端为实心轴，另一端为薄壁杯孔。