CN109855868B - 一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备。本发明通过旋转加载机构对轴承的内、外圈中的一个施加旋转动作,使形成转动套圈和静止套圈,对待测轴承的转动和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位,在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移,进而测出轴承的动态轴向刚度,填充了目前该领域的空白,其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量,而是提供了一个连续地、全范围的测量,所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线,对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承轴向刚度动态测试方法及测试设备。
背景技术
随着发动机主机、机床主轴特性向高转速、高精度、高刚性的方向发展,主机主轴的动态性能在设计及试验过程中必须给予关注。轴承作为此类主机主轴中的核心零部件,包括内圈和外圈,在使用时,内圈好外圈中的一个作为转动套圈、另一个作为静止套圈,其自身的动态性能参数对主机整体性能的影响至关重要,现代高性能的主机都要经过恶劣环境下的力学性能试验考核,在高低温的情况下接受冲击、振动、加速度的试验中,机动过载有时可达到10g-20g,这样的测试都是在动态下完成的,这样高的过载对轴承的动态刚度指标提出了很高的要求,同时也对轴承动态刚度的测量精度提出较高要求。
目前在国内,航空轴承动态刚度测量还没有专门的测量设备,大多用户只是对轴承的刚度进行理论计算,也有用比较简单的实验装置对轴承静态刚度进行校验和测试,但是只是给出一些离散点的刚度值,无法绘出动态刚度曲线,因此就不能真实反映轴承的动态刚度性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可检测轴承在运动状态下的轴向刚度的轴承轴向刚度动态测试设备;本发明的目的还在于提供一种轴承轴向刚度动态测试方法。
为实现上述目的,本发明的轴承轴向刚度动态测试方法采用如下的技术方案:
技术方案1:轴承轴向刚度动态测试方法,对待测轴承的转动套圈和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反方向提供轴向定位,在转动套圈转动过程中,通过位移传感器检测转动套圈和静止套圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度。
有益效果:本发明提供一种可对轴承的轴向刚度进行动态测量的技术,通过旋转加载机构对轴承的内、外圈中的一个施加旋转动作,使形成转动套圈和静止套圈,对待测轴承的转动套圈和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位,在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移,进而测出轴承的动态轴向刚度,填充了目前该领域的空白,其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量,而是提供了一个连续地、全范围的测量,所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线,对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键,具有广阔的应用前景。
技术方案2:在技术方案1的基础上,通过中空回转气缸为轴承的转动套圈施加轴向载荷并带动转动套圈转动。通过中空回转气缸带动转动套圈转动的同时还可施加轴向载荷,简单方便。
技术方案3:在技术方案2的基础上,中空回转气缸通过其定心芯轴与轴承的转动套圈定心定位配合。可防止轴承在动态检测过程中移动。
技术方案4:在技术方案3的基础上,定心芯轴为台阶轴,台阶轴的外周面与轴承内圈定位配合、台阶面与轴承内圈的端面顶推配合,轴承内圈即为所述转动套圈。台阶轴的设置不仅实现轴向加载、周向带动旋转而且还可实现对轴承内圈的定心定位。
技术方案5:在技术方案1-4任意一项的基础上,通过比例压力阀和力传感器组成的闭环***检测气缸输出的实时轴向载荷,并将轴向载荷值反馈给***控制器以便***控制器做出实时调节。
技术方案6:在技术方案5的基础上,通过测控软件根据测出的轴向载荷、位移量及转速计算出在一定转速和轴向载荷下的刚度值,并绘制被测轴承的动态轴向刚度曲线。
技术方案7:在技术方案1-4任意一项的基础上,位移传感器选用非接触式的位移传感器。由于轴承动态测试时处于高速运转下,接触式位移传感器可能会导致位移传感器的探头磨损。
本发明的第一种轴承轴向刚度动态测试设备采用如下的技术方案:
技术方案1:轴承轴向刚度动态测试设备包括机架,机架上设有用于为待测轴承的内圈和外圈中的一个施加单向轴向载荷的轴向加载机构,以及用于沿轴向载荷的反方向对另一个提供轴向定位支撑的定位机构,轴承轴向刚度动态测试设备还包括带动内圈和外圈中的其中一个相对于另一个转动的转动加载机构,轴承轴向刚度动态测试设备还包括用于检测内圈和外圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度的位移传感器。
有益效果:通过加载机构同时对轴承的内、外圈中的一个施加旋转动作和单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位,在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移,进而测出轴承的动态轴向刚度,填充了目前该领域的空白,其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量,而是提供了一个连续地、全范围的测量,所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线,对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键,具有广阔的应用前景。
技术方案2:在技术方案1的基础上,轴向加载机构包括伸缩缸,伸缩缸的输出轴通过定心芯轴与轴承的内圈或外圈定心配合并提供轴向加载。
技术方案3:在技术方案1或2的基础上,轴向加载机构的传力路径上还串接有用于检测施加在轴承的轴向载荷大小的力传感器。
技术方案4:在技术方案1或2的基础上,转动加载机构包括提供旋转动力的旋转电机。
本发明的第二种轴承轴向刚度动态测试设备采用如下的技术方案:
技术方案1:轴承轴向刚度动态测试设备包括机架,机架上设有用于为待测轴承的内圈和外圈中的一个施加单向轴向载荷并施加转动载荷以使内、外圈相对转动的加载机构,以及用于沿轴向载荷的反方向对另一个提供轴向定位支撑的定位机构,轴承轴向刚度动态测试设备还包括用于检测内圈和外圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度的位移传感器。
有益效果:通过轴向加载机构对轴承的内、外圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反向提供轴向定位,然后通过旋转加载机构为轴承内、外圈中的一个施加旋转动作,在旋转和施加轴向载荷的同时通过位移传感器检测轴承内、外圈之间的轴向相对位移,进而测出轴承的动态轴向刚度,填充了目前该领域的空白,其不再是对轴承轴向刚度的单个点或者几个离散点的测量,而是提供了一个连续地、全范围的测量,所测结果可以直接绘制出对应的轴承轴向刚度的动态曲线,对于研究轴承的轴向刚度与主轴转速和轴向载荷之间的关系十分关键,具有广阔的应用前景。
技术方案2:在技术方案1的基础上,所述加载机构包括气缸,气缸包括中空缸体以及与缸体滑动配合的轴向加载柱塞,轴向加载柱塞在加载时轴向相对定位装配有转轴,转轴的一端传动连接有旋转电机,转轴的另一端为能够输出旋转载荷和轴向载荷的输出端。
技术方案3:在技术方案2的基础上,所述输出端上还安装有定心芯轴,定心芯轴与被测轴承的内、外圈中的一个定心配合。
技术方案4:在技术方案3的基础上,定心芯轴上设有台阶,台阶的前端小径段的外周面与被测轴承内圈的内周面定位配合,台阶的台阶面与轴承内圈的外端面顶推配合。
技术方案5:在技术方案1-4任意一项的基础上,机架上还安装有调节位移传感器的位置的位移调整机构,所述位移传感器安装在位移调整机构的活动部上。
技术方案6:在技术方案1-4任意一项的基础上,加载机构的传力路径上还串接有用于检测施加在被测轴承的轴向载荷的力传感器。
技术方案7:在技术方案1-4任意一项的基础上,所述机架包括平台和设在平台上的龙门架,龙门架的上部横梁上固定有用于对被测轴承内圈和外圈中的一个提供轴向定位的定位座,所述加载机构与定位座同轴设置并安装在平台上。
附图说明
图1为本发明的轴承轴向刚度动态测试设备的具体实施例结构示意图;
图2为图1中A处的局部放大图;
图3为中空回转气缸加载机构的结构示意图;
图1、2中:1-减震地脚,2-支腿,3-比例压力阀,4-平台,5-龙门架,6-横梁,7-旋转电机,8-电机连接架,9-防转杆,10-减震联轴节,11-限位板,12-中空回转气缸,13-橡胶减震垫,14-限位柱,15-力传感器,16-直线轴承,17-中空气缸柱塞,18-旋转转子,19-位移调整机构,20-定位座,21-位移传感器,22-被测轴承,23-定心芯轴,24-安装架;
图3中:101-加载端盖,102-上定位端盖,103-上轴承,104-外隔圈,105-内隔圈,17-中空气缸柱塞,107-气缸上端盖,108-气缸润滑密封环,109-中空转轴,1010-柱塞润滑密封环,1011-气缸下端盖,1012-下轴承,1013-下定位端盖,1014-电机安装座,1015-气缸驱动端轴,1016-联轴器,1017-电机转轴,1018-电机本体,1019-气缸壁筒,1020-设备机架,1021-气缸安装板,15-力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的轴承轴向刚度动态测试设备的具体实施例,如图1所示,轴承轴向刚度动态测试设备包括机架,机架包括平台4、支腿2和龙门架5,平台4为板状结构,中间设有安装孔,其上还设有安装螺孔等。平台4的下部设置支腿2,支腿2与平台4之间设有橡胶减震垫13,以对平台4的振动进行缓冲。支腿2的下部设有减震地脚1,以进一步对支腿2与地面之间进行缓冲减震。支腿2有四根,相互之间通过连接杆焊接在一起。平台4上部焊接龙门架5,龙门架5包括立柱和立柱之间的横梁6。平台4上安装有中空回转气缸12,中空回转气缸12包括缸体、中空气缸柱塞17、旋转转子18和定心芯轴23。其中缸体安装在平台4下侧面上,其中空气缸柱塞17穿过平台4上的安装孔向平台4上方伸出,中空气缸柱塞17可相对于缸体上下运动以带动其上的旋转转子18及定心芯轴23轴向移动。在缸体与中空气缸柱塞17之间还设有力传感器15,通过力传感器15检测气缸输出的轴向力的大小。平台4上还安装有限位柱14,并通过直线轴承16与中空气缸柱塞17上的对应结构滑动配合,从而为中空气缸柱塞17进行轴向导向。中空气缸柱塞17上部连接旋转转子18,旋转转子18与中空气缸柱塞17仅轴向推拉配合,而在周向为转动配合,即旋转转子18转动装配在中空气缸柱塞17内,旋转转子18与其上部的定心芯轴23固定连接,不仅可将轴向力传递给定心芯轴23而且可带动定心芯轴23旋转。
中空回转气缸12的下部连接有至少两根防转杆9,防转杆9上套装有限位板11,限位板11下部安装有电机连接架8,电机连接架8下部安装有旋转电机7,电机连接架8中空且限位板11中间设有穿孔,旋转电机7的输出轴向上连接减震联轴节10后与中空回转气缸12的旋转转子18连接,从而驱动旋转转子18转动。机架上于支腿2的中部附近还安装有比例压力阀3,比例压力阀3与中空回转气缸12的气路连接,以配合力传感器15形成闭环***用于检测中空回转气缸12输出的实时轴向载荷。
如图2所示,龙门架5的上部横梁6上设有穿孔,横梁6上安装有由丝杠螺母机构组成的位移调整机构19,位移调整机构19上连接有安装架24,安装架24的竖杆穿入横梁6上的穿孔中,通过位移调整机构19可调节安装架24的竖杆的轴向位置和径向位置。竖杆的下部安装位移传感器21,本实施例中的位移传感器21为电容位移传感器。横梁6的下部固定有定位座20,定位座20具有两段套筒段,且均与横梁6上的穿孔同轴设置,定位座20的下部套筒段直径较小,且用于与被测轴承22的外圈顶推配合,而中空回转气缸12的定位芯轴通过台阶面与被测轴承22的轴向另一侧的内圈配合,其中台阶的小径段伸入内圈中并与内圈定心配合,实现对轴承的定心,台阶面与内圈的下端面顶推配合,以在中空回转气缸12轴向施力时施加给轴承内圈轴向载荷,且中空回转气缸12的定位芯轴轴向力从下而上施加给被测轴承22的内圈。同时,由于定位芯轴的台阶面顶压在被测轴承22的内圈上,相互之间因挤压而存在摩擦力,由于内圈和外圈之间的通过钢珠滚动配合,摩擦力较小,稍微施加轴向力即可带动内圈相对于外圈转动,当旋转电机7带动旋转转子18转动进而带动定位芯轴旋转时,即可带动被测轴承22的内圈随之旋转,从而实现被测轴承22的动态化。此时位于安装架24的竖杆下部的位移传感器21在位移调整装置的调节下可将位移传感器21伸至被测轴承22的轴线上且处于被测轴承22的中心位置,位移传感器21即可对动态的被测轴承22的内圈进行轴向位移或变形量的检测。
同时,轴承轴向刚度动态测试设备还包括控制器,控制器分别与位移传感器21、力传感器15、旋转电机7以及中空回转气缸12控制连接,可接收力传感器15反馈回来的中空回转气缸12输出的轴向载荷大小、可接收旋转电机7输出的转速大小、可接收位移传感器21反馈的位移值大小,同时控制器具有计算处理功能,可将测得的转速值、轴向载荷值以及位移值进行逻辑运算得出一定转速和一定轴向载荷下的刚度值,并可绘制出被测轴承22的动态轴向刚度曲线,该曲线可控制显示器直接显示。控制器在绘制刚度曲线之前首先需要调节转速和轴向载荷的大小并在此前提下测出对应的位移值。
本发明的轴承轴向刚度动态测试设备在使用时:将被测轴承22放置在定位芯轴和定位座20之间,并保证定位芯轴的台阶面顶压在其内圈上且小径段伸入轴承内圈与轴承内圈的内周面贴合实现定心作用、定位座20顶压在轴承外圈上,调节位移调整机构19使位移传感器21延伸至被测轴承22内圈的中心位置处,通过控制器启动中空回转气缸12为被测轴承22施加一定的轴向载荷,通过控制器启动旋转电机7为被测轴承22的内圈施加一定转速,通过位移传感器21测得在该轴向载荷和转速下内圈的轴向位移值,然后调整轴向载荷值或者调整转速值得出一系列的位移值,所测得的数据反馈给控制器,设备在被测轴承22要求的载荷区段及转速区间内通过轴向载荷、位移值、主轴转速等因素可在载荷/位移坐标系内绘制一系列的点,通过专用测控软件计算得出被测轴承22在一定速度及轴向载荷下的刚度值,从而绘制出被测轴承22的动态刚度曲线。
本发明的第二种轴承轴向刚度动态测试设备的实施例:与本发明的上述的轴承轴向刚度动态测试设备的实施例的不同之处在于,对轴承的轴向载荷的加载以及对轴承的旋转动作的加载采用两套独立的机构进行。
本发明的轴承轴向刚度动态测试方法的具体实施例:在轴承轴向的上侧设置定位座20,即定位座20设置在龙门架5上部横梁6上,在被测轴承22的下方平台4上设置中空回转气缸12,中空回转气缸12的定位芯轴顶压在被测轴承22的内圈上,同时使定位座20顶压在被测轴承22的外圈上,并使定位座20与被测轴承22的外圈顶推配合,使气缸的定心芯轴23与轴承的内圈顶推配合,将旋转电机7的输出轴与定心芯轴23传动连接,通过控制器控制中空回转气缸12,使其中空气缸柱塞17通过旋转转子18和定位芯轴施加给被测轴承22内圈一个轴向载荷,通过控制器控制旋转电机7转动从而通过旋转转子18和定位芯轴带动被测轴承22的内圈转动,在被测轴承22的中心处设置的位移传感器21,且位移传感器21的位置可以通过位移调整机构19调整,以检测在一定转速和轴向载荷下的轴承内、外圈相对位移量,从而在控制器的测控软件的计算下得出被测轴承22在一定转速和轴向载荷下的轴向刚度值,进而可绘制轴承的动态轴向刚度曲线。
在其他实施例中:中空回转气缸也可替换为中空回转油缸,中空回转气缸和中空回转油缸均属于中空回转活塞缸;位移传感器也可替换为电涡流位移传感器、光谱位移传感器和反射式激光位移传感器等非接触式的位移传感器;对轴承进行轴向加载和旋转时也可替换为以下方式:首先,可通过定位芯轴或者其他定位部件对被测轴承内圈进行定位,通过在被测轴承外圈施加轴向载荷以实现对被测轴承的轴向载荷的加载,此时旋转运动可加载在内圈或者外圈上,需要说明的是上述实施例的轴向加载和旋转运动均是通过定心芯轴同时加载在轴承的内圈上的,其他实施例中也可通过两套或多套机构分别加载在内圈和外圈上;也可通过两套机构加载分别加载在内圈或外圈上;例如:定位座支撑在轴承内圈上、定位芯轴支撑在轴承外圈上,将定位座与可轴向加载的机构如气缸等连接,从而实现对轴承内圈的从上到下的轴向加载,通过定位芯轴为轴承外圈提供扭矩,带动轴承外圈相对于轴承内圈旋转;再比如:定位座通过与轴向加载机构相连而为轴承外圈提供从上至下的轴向加载,定位芯轴仅为轴承内圈提供定位和定心支撑并带动轴承内圈旋转运动,此时轴承外圈可以轴向位移或变形,可将位移传感器设置在轴承外圈之外以检测轴承外圈相对于轴承内圈的轴向位移。
特别地,为了更清楚的理解中空回转气缸是如何实现轴向载荷和旋转载荷的同时加载,特进行以下详细阐述:
如图3所示,包括气缸,气缸包括中空缸体以及与缸体滑动配合的中空气缸柱塞17,中空气缸柱塞17的两端分别伸出缸体之外,柱塞内腔中转动装配有中空转轴109,中空气缸柱塞17与中空转轴109之间设有一对角接触球轴承,分别为上轴承103和下轴承1012,两个角接触球轴承之间设有内隔圈105和外隔圈104,中空气缸柱塞17两端连接有内凸的挡台,以对角接触球轴承的外圈进行挡止,中空转轴109设有外凸的挡檐,以对角接触球轴承的内圈进行挡止,通过轴承及内、外隔圈配合挡台、挡檐实现中空气缸柱塞17和中空转轴109的轴向顶推配合,实现轴向载荷的传递,中空转轴109的一端传动连接有旋转电机,通过旋转电机带动中空转轴109旋转,实现旋转载荷的加载,中空转轴109的另一端为能够输出旋转载荷和轴向载荷的输出端。
其中缸体为两端带有开口的圆柱壳体结构,包括气缸壁筒1019以及连接在气缸壁筒1019两端的气缸上端盖107和气缸下端盖1011,气缸上端盖107和气缸下端盖1011的开孔的孔壁镶嵌有气缸润滑密封环108,用于与中空气缸柱塞17的外周壁滑动密封配合,以防漏气。
中空气缸柱塞17包括筒状的壳体以及通过螺钉连接在筒状壳体两端的上定位端盖102和下定位端盖1013,上、下定位端盖内凸以构成上述与角接触球轴承外圈挡止配合的挡台,筒状壳体的外周中部还设有环形凸台以构成活塞环,环形凸台的外周面上镶嵌有两个柱塞润滑密封环1010,以实现与气缸壁筒1019的滑动密封配合。
中空转轴109包括圆筒状的本体以及通过螺钉连接在中空转轴109一端的加载端盖101,加载端盖101的外端设有顶推部,为转轴的输出端,设有对应于被输出件结构的相应结构,例如被输出件为轴承内圈时,则设置与内圈尺寸适配的外凸环形凸台与内圈适配,以便为轴承内圈输出旋转载荷和轴向载荷。加载端盖101具有外凸的环形凸台,该环形凸台作为与上述角接触球轴承内圈挡止配合的挡檐;中空转轴109的另一端具有外凸的环形凸台以作为与角接触球轴承的内圈挡止配合的挡檐;同时,该端还通过螺钉连接有气缸驱动端轴1015,气缸驱动端轴1015径向截面呈T形,具有一个用于与旋转电机通过联轴器1016连接的连接轴,以将旋转电机的旋转载荷传递给加载端盖101。
气缸驱动端轴1015外罩设有中空的电机安装座1014,内部空腔可容纳气缸驱动端轴1015、联轴器1016及电机输出轴,旋转电机安装在电机安装座1014上,电机安装座1014相对于中空气缸柱塞17固定以随中空气缸柱塞17轴向位移。
先将中空气缸柱塞17、气缸上端盖107、气缸润滑密封环108、柱塞润滑密封环1010、气缸壁筒1019、气缸下端盖1011依次安装到位,并通过螺钉相互紧固,安装组成一中空气缸部件,确保安装好的中空气缸在通气情况下运行灵活,无卡死、爬行现象。
再将上轴承103、外隔圈104、内隔圈105、下轴承1012、气缸驱动端轴1015依次安装到中空转轴109上,安装时将上轴承103和下轴承1012预紧,以提高刚度和精度,并通过螺钉紧固,形成一整根精密机械主轴部件,保证精密机械主轴自身的旋转精度及运转灵活性。然后将整根精密主轴部件安装进之前已装好的中空气缸部件内,并用上定位端盖102与下定位端盖1013通过螺钉将精密机械主轴部件压紧到中空气缸部件内部,形成中空气缸内嵌精密机械主轴的形式,保证气缸通气情况下能够前后运行,内部精密机械主轴可以灵活转动。
然后在精密主轴部件上安装联轴器1016,并通过螺钉紧固,在中空气缸组件上安装电机安装座1014,之后在电机安装座1014上安装旋转电机,并通过电机安装端的止口定心定位,安装过程中将电机转轴1017***联轴器1016下端并用螺钉紧固,组成电机驱动中空气缸内嵌精密轴系整体组件,通过螺钉将电机驱动中空气缸内嵌精密轴系组件与气缸安装板1021连接。
通过螺钉将力传感器15安装在设备机架1020上;最后通过吊装将电机驱动中空气缸内嵌精密轴系组件安放在力传感器15上,此时可以旋转电机,使电机转轴1017带动中空转轴109旋转,从而带动被测组件的旋转,向中空气缸下端接入压缩空气,压缩空气推动中空气缸柱塞17在气缸内向上运动输出轴向载荷,轴向载荷通过力传感器15精确测得中空气缸输出的反作用力并反馈给控制器,通过控制器反过来控制气缸的轴向加载载荷的大小调整。
Claims (12)
1.轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,对待测轴承的转动套圈和静止套圈中的一个施加单向轴向载荷、并对另一个沿轴向载荷的反方向提供轴向定位,通过中空回转气缸为轴承的转动套圈施加轴向载荷并带动转动套圈转动,在转动套圈转动过程中,通过位移传感器检测转动套圈和静止套圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度;
中空回转气缸包括中空缸体以及与缸体滑动配合的中空气缸柱塞,中空气缸柱塞的两端分别伸出缸体之外,柱塞内腔中转动装配有中空转轴,中空转轴的一端传动连接有旋转电机,另一端为能够输出旋转载荷和轴向载荷的输出端;
中空气缸柱塞与中空转轴之间设有一对角接触球轴承,分别为上轴承和下轴承,两个角接触球轴承之间设有内隔圈和外隔圈;
中空气缸柱塞包括筒状的壳体以及通过螺钉连接在筒状壳体两端的上定位端盖和下定位端盖,上、下定位端盖内凸以构成与所述角接触球轴承外圈挡止配合的挡台;
中空转轴包括圆筒状的本体以及通过螺钉连接在中空转轴一端的加载端盖,加载端盖具有外凸的环形凸台,该环形凸台作为与上轴承内圈挡止配合的挡檐,中空转轴的另一端具有外凸的环形凸台以作为与下轴承的内圈挡止配合的挡檐;
通过轴承及内、外隔圈配合挡台、挡檐实现中空气缸柱塞和中空转轴的轴向顶推配合,实现轴向载荷的传递;
所述中空转轴的另一端还通过螺钉连接有气缸驱动端轴,气缸驱动端轴外罩设有中空的电机安装座,内部空腔可容纳气缸驱动端轴、联轴器及电机输出轴,旋转电机安装在电机安装座上,电机安装座相对于中空气缸柱塞固定以随中空气缸柱塞轴向位移。
2.根据权利要求1所述的轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,中空回转气缸通过其定心芯轴与轴承的转动套圈定心定位配合。
3.根据权利要求2所述的轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,定心芯轴为台阶轴,台阶轴的外周面与轴承内圈定位配合、台阶面与轴承内圈的端面顶推配合,轴承内圈即为所述转动套圈。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,通过比例压力阀和力传感器组成的闭环***检测气缸输出的实时轴向载荷,并将轴向载荷值反馈给***控制器以便***控制器做出实时调节。
5.根据权利要求4所述的轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,通过测控软件根据测出的轴向载荷、位移量及转速计算出在一定转速和轴向载荷下的刚度值,并绘制被测轴承的动态轴向刚度曲线。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的轴承轴向刚度动态测试方法,其特征是,位移传感器选用非接触式的位移传感器。
7.轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,包括机架,机架上设有用于为待测轴承的内圈和外圈中的一个施加单向轴向载荷并施加转动载荷以使内、外圈相对转动的加载机构,以及用于沿轴向载荷的反方向对另一个提供轴向定位支撑的定位机构,轴承轴向刚度动态测试设备还包括用于检测内圈和外圈的轴向相对位移进而得到被测轴承的轴向刚度的位移传感器;
所述加载机构包括气缸,气缸包括中空缸体以及与缸体滑动配合的中空气缸柱塞,中空气缸柱塞的两端分别伸出缸体之外,柱塞内腔中转动装配有中空转轴,中空转轴的一端传动连接有旋转电机,另一端为能够输出旋转载荷和轴向载荷的输出端;
中空气缸柱塞与中空转轴之间设有一对角接触球轴承,分别为上轴承和下轴承,两个角接触球轴承之间设有内隔圈和外隔圈;
中空气缸柱塞包括筒状的壳体以及通过螺钉连接在筒状壳体两端的上定位端盖和下定位端盖,上、下定位端盖内凸以构成与所述角接触球轴承外圈挡止配合的挡台;
中空转轴包括圆筒状的本体以及通过螺钉连接在中空转轴一端的加载端盖,加载端盖具有外凸的环形凸台,该环形凸台作为与上轴承内圈挡止配合的挡檐,中空转轴的另一端具有外凸的环形凸台以作为与下轴承的内圈挡止配合的挡檐;
通过轴承及内、外隔圈配合挡台、挡檐实现中空气缸柱塞和中空转轴的轴向顶推配合,实现轴向载荷的传递;
所述中空转轴的另一端还通过螺钉连接有气缸驱动端轴,气缸驱动端轴外罩设有中空的电机安装座,内部空腔可容纳气缸驱动端轴、联轴器及电机输出轴,旋转电机安装在电机安装座上,电机安装座相对于中空气缸柱塞固定以随中空气缸柱塞轴向位移。
8.根据权利要求7所述的轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,所述输出端上还安装有定心芯轴,定心芯轴与被测轴承的内、外圈中的一个定心配合。
9.根据权利要求8所述的轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,定心芯轴上设有台阶,台阶的前端小径段的外周面与被测轴承内圈的内周面定位配合,台阶的台阶面与轴承内圈的外端面顶推配合。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,机架上还安装有调节位移传感器的位置的位移调整机构,所述位移传感器安装在位移调整机构的活动部上。
11.根据权利要求7-9任意一项所述的轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,加载机构的传力路径上还串接有用于检测施加在被测轴承的轴向载荷的力传感器。
12.根据权利要求7-9任意一项所述的轴承轴向刚度动态测试设备,其特征是,所述机架包括平台和设在平台上的龙门架,龙门架的上部横梁上固定有用于对被测轴承内圈和外圈中的一个提供轴向定位的定位座,所述加载机构与定位座同轴设置并安装在平台上。
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Families Citing this family (6)
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CN110411841B (zh) * | 2019-07-05 | 2021-09-21 | 人本股份有限公司 | 检测转向器轴承承受载荷能力的检测装置 |
CN111044242B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法 |
CN113008557B (zh) * | 2021-03-19 | 2023-04-25 | 人本股份有限公司 | 一种水泵轴连轴承检测工装 |
CN113280962A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-08-20 | 洛阳斯特林智能传动科技有限公司 | 转盘轴承的轴向载荷检测装置及盾构机 |
CN114224079B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-06-27 | 九江精密测试技术研究所 | 一种紧凑型立式轴套轴结构 |
CN117723283B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-26 | 临沂晋安机械有限公司 | 一种回转支承寿命检测设备 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060016216A (ko) * | 2004-08-17 | 2006-02-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 베어링시험기의 축방향 하중인가장치 |
CN102628747A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-08-08 | 重庆大学 | 多功能摩擦学性能实验*** |
CN203053702U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-07-10 | 西安交通大学 | 角接触球轴承动、静刚度测试装置 |
CN204903163U (zh) * | 2015-05-19 | 2015-12-23 | 清华大学 | 一种力自平衡式推力轴承试验台结构 |
CN105758643A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-13 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 一种轴承承载能力检测装置 |
CN105954033A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-21 | 清华大学 | 一种双工况立式推力轴承试验装置 |
CN106768749A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-05-31 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种主轴轴承结合部动刚度测试装置 |
CN206281652U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-06-27 | 广州番禺职业技术学院 | 一种微型轴承轴向刚度测试仪 |
CN206555305U (zh) * | 2017-03-16 | 2017-10-13 | 人本集团有限公司 | 运转平稳的主轴机构 |
-
2017
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060016216A (ko) * | 2004-08-17 | 2006-02-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 베어링시험기의 축방향 하중인가장치 |
CN102628747A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-08-08 | 重庆大学 | 多功能摩擦学性能实验*** |
CN203053702U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-07-10 | 西安交通大学 | 角接触球轴承动、静刚度测试装置 |
CN204903163U (zh) * | 2015-05-19 | 2015-12-23 | 清华大学 | 一种力自平衡式推力轴承试验台结构 |
CN105758643A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-13 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 一种轴承承载能力检测装置 |
CN105954033A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-21 | 清华大学 | 一种双工况立式推力轴承试验装置 |
CN206281652U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-06-27 | 广州番禺职业技术学院 | 一种微型轴承轴向刚度测试仪 |
CN106768749A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-05-31 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种主轴轴承结合部动刚度测试装置 |
CN206555305U (zh) * | 2017-03-16 | 2017-10-13 | 人本集团有限公司 | 运转平稳的主轴机构 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
一种小型滚针圆度测量仪;李利歌等;《轴承》;20141231(第7期);60-62 * |
轴承摩擦力矩测量的新型轴向加载装置;高奋武等;《轴承》;20101231(第3期);44-45 * |
预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响;王保民等;《兰州理工大学学报》;20090430;第35卷(第2期);29-32 * |
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