CN102749063B - 球轴承接触角测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种球轴承接触角测量方法及装置。本发明方法是在轴承外圈上施加轴向预负荷，将轴承内圈与轴承外圈以相反的方向旋转，调整轴承内圈与轴承外圈的转速，使轴承保持架保持相对静止时记录下轴承内圈与轴承外圈的转速，按照公式α=arccos[Dcp(ni+ne)/Dw(ni-ne)]计算轴承的接触角。本发明装置包括工作台，工作台上安装有调速电机，调速电机的输出轴上安装有心轴，轴承的上方设置有压紧轴承的轴承外圈的负荷块，负荷块的上方设置有负荷块驱动装置，工作台上安装有测量负荷块及心轴转速的测速装置。本发明通过轴承内外圈套差动速度等于0时的转速比来计算接触角，操作方便，测量结果精确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承试验设备，具体地说是一种用于测量角接触轴承实际接触角的测试方法及测试设备。
背景技术
球轴承接触角表明了轴承内部钢球与套圈之间力的传递方向，反映了轴承承受轴向负荷和径向负荷的能力，接触角影响着轴承承载能力、轴承刚度和轴系刚性。测试轴承的接触角能够了解轴承的实际接触角，对配对轴承的生产和使用十分重要。配对轴承要求实际接触角相同的轴承相配对，可以更好地提高轴承的使用寿命。
目前轴承的接触角主要是靠计算游隙来计算轴承的接触角。在实际生产过程中轴承的实际游隙，轴承套圈的沟曲率半径有一定的公差范围与测量误差，通过计算出来的接触角一般误差较大。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种球轴承接触角测量方法及装置，该方法及装置可以方便准确地测量出轴承实际的接触角。
按照本发明的技术方案：一种球轴承接触角测量方法，所述球轴承包括轴承内圈、轴承保持架、钢球及轴承外圈，在所述轴承外圈上施加轴向预负荷，保证钢球、内圈滚道、外圈滚道相互之间不打滑，将所述轴承内圈与所述轴承外圈以相反的方向旋转，调整所述轴承内圈与所述轴承外圈的转速，使所述轴承保持架保持相对静止时记录下所述轴承内圈与所述轴承外圈的转速，按照公式α=arccos[Dcp(ni+ne)/Dw (ni- ne)]计算轴承的接触角，式中Dcp为轴承设计的中心径，Dw为钢球的直径，ni为轴承内圈的转速，ne为轴承外圈的转速。
一种球轴承接触角测量装置，包括工作台，所述工作台上安装有输出轴垂直向上的调速电机，所述调速电机的输出轴上安装有用来固定轴承的心轴，所述轴承的上方设置有压紧所述轴承的轴承外圈的负荷块，所述负荷块的上方设置有驱动其转动的负荷块驱动装置，所述工作台上安装有测量所述负荷块及所述心轴转速的测速装置。
所述负荷块驱动装置包括进气管、气管支撑块、气管支架、节流阀及高压气嘴，所述进气管的一端与气源相连中，其另一端与所述气管支撑块相连，所述气管支撑块通过气管与气管支架相连，所述气管支架上布置有两只高压气嘴，每只所述高压气嘴通过节流阀与所述气管支撑块的气管相连。
所述测速装置包括第一光电测速器及第二光电测速器，所述第一光电测速器及所述第二光电测速器安装在测速器固定支架上，所述第一光电测速器的位置与所述负荷块相对应，所述第二光电测速器与所述心轴相对应。
本发明的技术效果在于：本发明通过轴承内外圈套差动速度等于0时的转速比来计算接触角，操作方便，测量结果数据精确可靠，为轴承生产商和轴承使用商在轴承配对和质量控制方面提供了科学的数据资料。
附图说明
图1为本发明中的球轴承接触角测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1中，包括工作台1、调速电机2、第一光电测速器3、第二光电测速器4、测速器固定支架5、高压气嘴6，节流阀7、气管支架8、负荷块9、轴承内圈10、轴承保持架11、轴承外圈12、心轴13、气管支撑块14、进气管15等。
如图1所示，本发明提供的一种球轴承接触角测量方法如下：球轴承包括轴承内圈10、轴承保持架11、钢球及轴承外圈12，在轴承外圈12上施加轴向预负荷，保证钢球、内圈滚道、外圈滚道相互之间不打滑，将轴承内圈10与轴承外圈12以相反的方向旋转，调整轴承内圈10与轴承外圈12的转速，使轴承保持架11保持相对静止时记录下轴承内圈10与轴承外圈12的转速，按照公式α=arccos[Dcp(ni+ne)/Dw (ni- ne)]计算轴承的接触角α。
本发明的工作原理是：采用了轴承内外圈套差动速度等于0时的转速比来计算接触角α，计算公式推导如下：
υi+υe=0，
υi＝πniDcp(1-γ)/60，
υe＝πneDcp(1+γ)/60，
γ＝Dwcosα/Dcp
推导结果为：cosα= Dcp(ni+ne)/Dw (ni- ne)
α=arccos[Dcp(ni+ne)/Dw (ni- ne)]
式中：α为实际接触角，
Dcp为轴承设计的中心径，
Dw为钢球的直径，
ni为轴承内圈的转速，
ne为轴承外圈的转速，
υi为轴承内圈接触点处的线速度，
υe为轴承外圈接触点处的线速度。
本发明提供的一种球轴承接触角测量装置，包括工作台1，工作台1上安装有输出轴垂直向上的调速电机2，调速电机2的输出轴上安装有用来固定轴承的心轴13，轴承的上方设置有压紧轴承的轴承外圈12的负荷块9，负荷块9的上方设置有驱动其转动的负荷块驱动装置，工作台1上安装有测量负荷块9及心轴13转速的测速装置。
负荷块驱动装置包括进气管15、气管支撑块14、气管支架8、节流阀7及高压气嘴6，进气管15的一端与气源相连中，其另一端与气管支撑块14相连，气管支撑块14通过气管与气管支架8相连，气管支架8上布置有两只高压气嘴6，每只高压气嘴6通过节流阀7与气管支撑块14的气管相连。
测速装置包括第一光电测速器3及第二光电测速器4，第一光电测速器3及第二光电测速器4安装在测速器固定支架5上，第一光电测速器3的位置与负荷块9相对应，第二光电测速器4与心轴13相对应。
本发明的测量装置工作过程如下：将被测轴承安装在心轴13上，将负荷块9压在被测轴承上，确保轴承内外圈与钢球之间不会打滑。启动调速电机2，手动旋转负荷块9，使轴承外圈12转动的方向与轴承内圈10反向旋转。打开节流阀7让气嘴6吹动负荷块9旋转，保持吹动力能克服轴承内部的摩擦阻力，让负荷块9能匀速旋转。调节调速电机2的转速同时观察轴承保持架11的状态，直至轴承保持架11的转速相对静止。此时读出内外圈测速表上的转速ni和ne。再将ni和ne代入公式就可以计算出该轴承的实际接触角α。
Claims (2)
1.一种球轴承接触角测量装置，其特征是：包括工作台（1），所述工作台（1）上安装有输出轴垂直向上的调速电机（2），所述调速电机（2）的输出轴上安装有用来固定轴承的心轴（13），所述轴承的上方设置有压紧所述轴承的轴承外圈（12）的负荷块（9），所述负荷块（9）的上方设置有驱动其转动的负荷块驱动装置，所述工作台（1）上安装有测量所述负荷块（9）及所述心轴（13）转速的测速装置；
所述负荷块驱动装置包括进气管（15）、气管支撑块（14）、气管支架（8）、节流阀（7）及高压气嘴（6），所述进气管（15）的一端与气源相连中，其另一端与所述气管支撑块（14）相连，所述气管支撑块（14）通过气管与气管支架（8）相连，所述气管支架（8）上布置有两只高压气嘴（6），每只所述高压气嘴（6）通过节流阀（7）与所述气管支撑块（14）的气管相连。
2.按照权利要求1所述的球轴承接触角测量装置，其特征是：所述测速装置包括第一光电测速器（3）及第二光电测速器（4），所述第一光电测速器（3）及所述第二光电测速器（4）安装在测速器固定支架（5）上，所述第一光电测速器（3）的位置与所述负荷块（9）相对应，所述第二光电测速器（4）与所述心轴（13）相对应。
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