CN103344318B - 轴承振动速度测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承振动速度测量仪，它包括液体静压驱动主轴、加载装置、传感器调节装置、供油系统、测量放大器和机架，液体静压驱动主轴由电动机带动，测试轴承安置在驱动主轴上的芯轴上，加载装置有轴向加载装置和径向加载装置两部分组成，通过气动弹簧加载机构加载载荷，传感器位于测试轴承上方，安装在传感器调整装置上，可以在水平和垂直方向调整，传感器与测量放大器相连，将传感器拾取的振动信号放大，滤波，检波和示值；本发明在高转速，大载荷的测试条件下运行稳定，主轴旋转精度高且发热小，可用于深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承，圆柱滚子轴承及调心滚子轴承的振动测试。

Description

轴承振动速度测量仪

技术领域

本发明涉及一种轴承振动速度测量装置，尤其涉及一种能在高转速重载荷条件下进行轴承振动检测的仪器。

背景技术

轴承振动速度测量仪是一种测量轴承振动噪音质量的专用仪器。新国标要求在高速大载荷的条件下进行轴承振动测量，然而，现有的这种轴承振动速度测量仪其测量方法都是参考JB/T15313旧行业标准设计，其驱动主轴普遍采用液体动压驱动主轴，在高转速条件下旋转精度低且发热量大，仪器性能不稳定，测量数据不准确。另一方面，现有的轴承振动速度测量仪的加载装置无法达到新国标要求的载荷条件。

发明内容

为了克服现有轴承振动速度测量仪的上述的缺陷，本发明提供一种性能稳定、转速高、加载大、使用方便的轴承振动速度测量仪。

本发明采用的技术方案是：一种轴承振动速度测量仪，包括：机架、液体静压主轴、轴向加载装置、传感器调整装置、测量放大器、主动电机、径向加载装置、传感器和供油系统；其中，所述液体静压主轴、轴向加载装置 、径向加载装置、主动电机和供油系统均固定在机架上；液体静压驱动主轴的前端通过芯轴安置待测轴承，后端通过多契带与主轴电机相连；供油系统对液体静压主轴供油；传感器位于待测轴承的正上方位置处，固定连接于传感器调整装置上，并与测量放大器相连；传感器调整装置位于液体静压主轴上方，轴向加载装置和径向加载装置位于液体静压主轴的前方。

进一步地，所述供油系统包括电动机、粗过滤器、油泵、溢流阀、压力表、精过滤器、单向阀和压力继电器；所述电机的输出轴与油泵相连，油泵的进油口通过粗过滤器与油箱管路连接，出油口分别与单向阀和溢流阀管路连接，溢油阀的另一端与油箱管路连接，单向阀的另一端通过精过滤器向液体静压主轴供油，在单向阀与精过滤器相连的管道上安装压力表和压力继电器。

根据权利要求所述轴承振动速度测量仪，其特征在于，所述液体静压主轴包括多楔带轮、主轴、液体静压轴承和主轴壳体；所述主轴通过液体静压轴承安装于液体静压轴承内，主轴的尾部安装多楔带轮，多契带轮通过多契带与主轴电机相连。

进一步地，所述轴向加载装置为单个气动弹簧加载装置，包括第一空气过滤器、第一减压阀、第一油雾器、第一换向阀、滑体支座、轴承、负荷柱、负荷盘、第一活塞、第一气缸、第一滑体和第一手轮；所述第一滑体安装在滑体支座上，第一手轮与第一滑体相连，第一气缸固定于第一滑体上，通过第一活塞与弹簧相连，弹簧的另一端与负荷盘相连，通过负荷柱对待测轴承加载，第一气缸的前后部分别与第一换向阀的出口A和出口B相连，第一换向阀的进口P与第一油雾器的出气口管路连接，第一油雾器的进口与第一减压阀的出口管路连接，第一减压阀的进口与第一空气过滤器的出口管路连接，第一空气过滤器的进口与进气管连接。

进一步地，所述径向加载装置包括第二空气过滤器、第二减压阀、第二油雾器、第二换向阀和两个气动弹簧加载装置，两个气动弹簧加载装置分别从度的角度对待测轴承联合加载，每个气动弹簧加载装置包括负荷块、第二活塞、第二气缸、第二手轮、滑块、第二滑体、锁紧螺钉和支架；所述滑块安装第二滑体上并与第二手轮相连，第二气缸固定于滑块上，通过第二活塞与弹簧相连，弹簧的另一端通过负荷柱对待测轴承加载，第二换向阀的出口A与两个气动弹簧加载装置的第二气缸的前端相连，第二换向阀的出口B与两个气动弹簧加载装置的第二气缸的尾端相连，第二换向阀的进口P与第二油雾器的出气口管路连接，第二油雾器的进口与第二减压阀的出口管路连接，第二减压阀的进口与第二空气过滤器的出口管路连接，第二空气过滤器的进口与进气管相连。

    本发明的有益效果是：在高转速，大载荷的测试条件下运行稳定，主轴旋转精度高且发热小，可用于深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承，圆柱滚子轴承及调心滚子轴承的振动测试。

附图说明

图1为轴承振动速度测量仪的主视图；

图2为轴承振动速度测量仪的左视图；

图3为液体静压驱动主轴示意图；

图4为轴向加载装置示意图；

图5为径向加载装置示意图；

图6为测量放大器放大器电气原理图；

    图中，机体1、液体静压主轴2、轴向加载装置3、传感器调整装置4、测量放大器5、主轴电机6、径向加载装置7、传感器8、供油系统9、电动机10、粗过滤器11、油泵12、溢流阀13、压力表14、精过滤器15、单向阀16、压力继电器17、多楔带轮18、主轴19、液体静压轴承20、第一空气过滤器21、第一减压阀22、第一油雾器23、第一换向阀24、滑体支座25、待测轴承26、负荷柱27、负荷盘28、第一活塞29、第一气缸30、第一滑体31、第一手轮32、第二空气过滤器33、第二减压阀34、第二油雾器35、第二换向阀36、负荷块37、第二活塞38、第二气缸39、第二手轮40、滑块41、第二滑体42、锁紧螺钉43、支架44、主轴壳体45。

具体实施方式

参见附图1和附图2，本实施例的轴承振动速度测量仪包括机架1、液体静压主轴2、轴向加载装置3、传感器调整装置4、测量放大器5、主动电机6、径向加载装置7、传感器8及供油系统9。液体静压主轴2、轴向加载装置3 、径向加载装置7、主动电机6和供油系统9固定在机架1上。液体静压驱动主轴2的前端通过芯轴安置待测轴承26，后端通过多契带与主轴电机6相连。供油系统9对液体静压主轴2供油。传感器8位于待测轴承26的正上方位置处，固定连接于传感器调整装置4上，并与测量放大器5相连。传感器调整装置4位于液体静压主轴2上方，轴向加载装置3和径向加载装置7位于液体静压主轴2的前方。

参见附图3，本实施例的供油系统9包括电动机10、粗过滤器11、油泵12、溢流阀13、压力表14、精过滤器15、单向阀16、压力继电器17。电机10的输出轴与油泵12相连，油泵12的进油口通过粗过滤器11与油箱管路连接，出油口分别与单向阀16和溢流阀13管路连接，溢油阀13的另一端与油箱管路连接，单向阀16的另一端通过精过滤器15向液体静压主轴2供油，在单向阀16与精过滤器15相连的管道上安装压力表14和压力继电器17。

参见附图3，本实施例的液体静压主轴2包括多楔带轮18、主轴19、液体静压轴承20及主轴壳体45。主轴19通过液体静压轴承20安装于液体静压轴承20内，主轴19的尾部安装多楔带轮18，多契带轮18与主轴电机6相连。主轴19的轴向和径向均采用液体静压轴承20支承，它具有旋转精度高，发热量小，运转平稳，抗震性好及使用寿命长等特点。它由主轴电机6通过多契带轮18传动。当主轴19启动前，首先启动供油油泵12，使主轴19在液体静压轴承20腔内由压力油悬浮起来，然后再启动主轴。所述液体静压主轴2的轴向间隙为0.04~0.05mm，径向间隙为0.035~0.04mm。采用这一主轴结构，一方面由于启动和工作时均不损伤主轴精度，故使用得当的话，能使主轴精度寿命大大延长；另一方面由于主轴启动和工作时，主轴均被压力油悬浮起来，故运转所需的力矩非常小，使主轴发热量小。

参见附图4，本实施例的轴向加载装置3为单个气动弹簧加载装置，包括第一空气过滤器21、第一减压阀22、第一油雾器23、第一换向阀24、滑体支座25、轴承26、负荷柱27、负荷盘28、第一活塞29、第一气缸30、第一滑体31及第一手轮32。第一滑体31安装在滑体支座25上，第一手轮32与第一滑体31相连，第一气缸30固定于第一滑体31上，通过第一活塞29与弹簧相连，弹簧的另一端与负荷盘28相连，通过负荷柱27对待测轴承26加载，第一气缸30的前后部分别与第一换向阀24的出口A和出口B相连，第一换向阀24的进口P与第一油雾器23的出气口管路连接，第一油雾器23的进口与第一减压阀22的出口管路连接，第一减压阀22的进口与第一空气过滤器21的出口管路连接，第一空气过滤器21的进口与进气管连接。通过第一气缸30推动第一活塞29运动，第一活塞29推动负荷盘28上的负荷柱27接触待试轴承26，再通过第一手轮32压缩弹簧，对待试轴承26加载轴向载荷。拧紧锁紧螺母固定第一滑体31，这样，测试同一型号轴承时，无需再调节轴向加载装置3位置，只需通过调节换向阀来实现加载和卸载过程，简单方便。

参见附图5，本实施例的径向加载装置7包括第二空气过滤器33、第二减压阀34、第二油雾器35、第二换向阀36和两个气动弹簧加载装置，两个气动弹簧加载装置分别从45度的角度对测试轴承26联合加载，每个气动弹簧加载装置具体包括负荷块37、第二活塞38、第二气缸39、第二手轮40、滑块41、第二滑体42、锁紧螺钉43及支架44。滑块41安装第二滑体42上并与第二手轮40相连，第二气缸39固定于滑块41上，通过第二活塞38与弹簧相连，弹簧的另一端通过负荷柱27对待测轴承26加载，第二换向阀36的出口A与两个气动弹簧加载装置的第二气缸39的前端相连，第二换向阀36的出口B与两个气动弹簧加载装置的第二气缸39的尾端相连，第二换向阀36的进口P与第二油雾器35的出气口管路连接，第二油雾器35的进口与第二减压阀34的出口管路连接，第二减压阀34的进口与第二空气过滤器33的出口管路连接，第二空气过滤器33的进口与进气管相连。通过第二气缸39推动第二活塞38运动，第二活塞38推动负荷盘上的负荷柱37接触测试轴承，再通过手轮40压缩弹簧，对测试轴承加载径向载荷。拧紧锁紧螺母43固定滑块41，这样，测试同一型号轴承时，无需再调节加径向载装置位置，只需通过调节换向阀来实现加载和卸载过程，简单方便

    参见附图6，本实施体的测量放大器用于将传感器拾取的电信号放大、经滤波、检波、示值等电路，然后送入各表头。测量放大器的三块表头分别显示测试轴承外圈径向振动速度在低、中、高三个频带的均方根值。测量放大器中设有预置定值电路，可供快速测量使用，还设有监听电路，共操作者对测试轴承的噪音质量进行监听。此外，测量放大器后面板上设有四个BNC插座，分别输出高、中、低和通频带的振动信号，以便与其它分析仪器相连，对轴承振动作进一步分析。

本发明在高转速，大载荷的测试条件下运行稳定，主轴旋转精度高且发热小，可用于深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承，圆柱滚子轴承及调心滚子轴承的振动测试。

Claims (4)

1.一种轴承振动速度测量仪，其特征在于，包括：机架（1）、液体静压主轴（2）、轴向加载装置（3）、传感器调整装置（4）、测量放大器（5）、主轴电机（6）、径向加载装置（7）、传感器（8）和供油系统（9）；其中，所述液体静压主轴（2）、轴向加载装置（3 ）、径向加载装置（7）、主轴电机（6）和供油系统（9）均固定在机架（1）上；液体静压主轴（2）的前端通过芯轴安装待测轴承（26），后端通过多楔带与主轴电机（6）相连；供油系统（9）对液体静压主轴（2）供油；传感器（8）位于待测轴承（26）的正上方位置处，固定连接于传感器调整装置（4）上，并与测量放大器（5）相连；传感器调整装置（4）位于液体静压主轴（2）上方，轴向加载装置（3）和径向加载装置（7）位于液体静压主轴(2）的前方；所述轴向加载装置（3）为单个气动弹簧加载装置，包括第一空气过滤器（21）、第一减压阀（22）、第一油雾器（23）、第一换向阀（24）、滑体支座（25）、轴承（26）、负荷柱（27）、负荷盘（28）、第一活塞（29）、第一气缸（30）、第一滑体（31）和第一手轮（32）；所述第一滑体（31）安装在滑体支座（25）上，第一手轮（32）与第一滑体（31）相连，第一气缸（30）固定于第一滑体（31）上，通过第一活塞（29）与弹簧相连，弹簧的另一端与负荷盘（28）相连，通过负荷柱（27）对待测轴承（26）加载，第一气缸（30）的前后部分别与第一换向阀（24）的出口A和出口B相连，第一换向阀（24）的进口P与第一油雾器（23）的出气口管路连接，第一油雾器（23）的进口与第一减压阀（22）的出口管路连接，第一减压阀（22）的进口与第一空气过滤器（21）的出口管路连接，第一空气过滤器（21）的进口与进气管连接。

2.根据权利要求1所述轴承振动速度测量仪，其特征在于，所述供油系统（9）包括电动机（10）、粗过滤器（11）、油泵（12）、溢流阀（13）、压力表（14）、精过滤器（15）、单向阀（16）和压力继电器（17）；所述电动机（10）的输出轴与油泵（12）相连，油泵（12）的进油口通过粗过滤器（11）与油箱管路连接，出油口分别与单向阀（16）和溢流阀（13）管路连接，溢油阀（13）的另一端与油箱管路连接，单向阀（16）的另一端通过精过滤器（15）向液体静压主轴（2）供油，在单向阀（16）与精过滤器（15）相连的管道上安装压力表（14）和压力继电器（17）。

3.根据权利要求1所述轴承振动速度测量仪，其特征在于，所述液体静压主轴（2）包括多楔带轮（18）、主轴（19）、液体静压轴承（20）和主轴壳体（45）；所述主轴（19）通过液体静压轴承（20）安装于液体静压轴承（20）内，主轴（19）的尾部安装多楔带轮（18），多楔带轮（18）通过多楔带与主轴电机（6）相连。

4.根据权利要求1所述轴承振动速度测量仪，其特征在于，所述径向加载装置（7）包括第二空气过滤器（33）、第二减压阀（34）、第二油雾器（35）、第二换向阀（36）和两个气动弹簧加载装置，两个气动弹簧加载装置分别从45度的角度对待测轴承（26）联合加载，每个气动弹簧加载装置包括负荷块（37）、第二活塞（38）、第二气缸（39）、第二手轮（40）、滑块（41）、第二滑体（42）、锁紧螺钉（43）和支架（44）；所述滑块（41）安装第二滑体（42）上并与第二手轮（40）相连，第二气缸（39）固定于滑块（41）上，通过第二活塞（38）与弹簧相连，弹簧的另一端通过负荷柱（27）对待测轴承（26）加载，第二换向阀（36）的出口A与两个气动弹簧加载装置的第二气缸（39）的前端相连，第二换向阀（36）的出口B与两个气动弹簧加载装置的第二气缸（39）的尾端相连，第二换向阀（36）的进口P与第二油雾器（35）的出气口管路连接，第二油雾器（35）的进口与第二减压阀（34）的出口管路连接，第二减压阀（34）的进口与第二空气过滤器（33）的出口管路连接，第二空气过滤器（33）的进口与进气管相连。