CN105758643B - 一种轴承承载能力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承承载能力检测装置，包括底座和竖直设置在底座上的空气主轴，所述底座上还在空气主轴的下端设有下气室，空气主轴具有伸入下气室的下驱动段，所述下驱动段上设有用于在向下气室内充气时驱动空气主轴向上运动以将轴承压紧在上定位座上并施加给轴承轴向载荷的下气体承压面。通过下气室对下驱动段施加向上的驱动力，下气室与空气主轴有部分重叠长度，这样就减小了装置的高度，结构更加紧凑。

Description

一种轴承承载能力检测装置

技术领域

本发明涉及一种轴承承载能力检测装置。

背景技术

随着精密轴承的高速发展，轴承的性能要求越来越高，那么如何确定和检测轴承的承载能力就显得至关重要。授权公告号为CN103196609B、授权公告日为2014.11.19的中国发明专利公开了一种球轴承的轴向载荷测试方法，该方法中主要涉及一套测试装置，包括底座，底座上设有轴承套，轴承套中设有上下延伸的空气主轴，轴承套上设有环形进气凹槽以及环形节流凹槽，通过向轴承套和空气主轴之间充气能够使得空气填充在轴承套和空气主轴之间的间隙中而使空气主轴浮动在轴承套内。空气主轴的上端通过定心定位座即下定位座支撑被测轴承并将被测轴承顶压在定位支承即上定位座上，空气主轴的下端设有气缸，气缸的输出端顶在轴向托架上并能在输出直线运动时将空气主轴向上顶起，从而对轴承施加轴向载荷，以对轴承的轴向承载能力进行测试。这种测试装置主要通过垂直设置在空气主轴下方的气缸对空气主轴输出直线动作而对轴承施加轴向载荷，气缸占用较大的垂直距离，大大增加了整个装置占用的空间，同时气缸顶在空气主轴的下端，转动空气主轴时也十分不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承承载能力检测装置，用以解决现有的测试装置竖直高度较高，操作不便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的轴承承载能力检测装置采用如下技术方案：一种轴承承载能力检测装置，包括底座和竖直设置在底座上的空气主轴，所述底座上还在空气主轴的下端设有下气室，空气主轴具有伸入下气室的下驱动段，所述下驱动段上设有用于在向下气室内充气时驱动空气主轴向上运动以将轴承压紧在上定位座上并施加给轴承轴向载荷的下气体承压面。

下驱动段向下伸出下气室并传动连接有用于驱动空气主轴绕轴线旋转的旋转驱动机构。

旋转驱动机构包括设于下气缸下方的驱动电机以及传动连接驱动电机和下驱动段的传动连接结构，传动连接结构包括连接在驱动电机的输出端的拨叉以及连接在下驱动段伸出下气室的下端的拨盘，拨叉和拨盘周向止转连接且轴向可相对移动。

所述底座上在空气主轴的上端设有上气室，空气主轴具有伸入上气室的上驱动段，所述上驱动段上设有在向上气室内充气时驱动空气主轴向下运动的上气体承压面，上驱动段向上伸出上气室并传动连接用于定位支撑被测轴承的下定位座。

所述上气室和下气室上均设有进气口，进气口上均连接有节流阀，所述轴承承载能力检测装置还包括用于控制节流阀排气速度的控制器。

所述底座上固定设有用于安装空气主轴的主轴轴套，空气主轴的外周面与主轴轴套的内周面间隙配合，主轴轴套上设有用于向主轴轴套和空气主轴之间的间隙中充入高压气体以形成高压气膜的进气通道。

所述空气主轴为中空结构。

所述空气主轴由至少两段拼接而成。

本发明的轴承承载能力检测装置在空气主轴下端设置有下气室，空气主轴具有伸入下气室的下驱动段，在向下气室内充入高压气体时高压气体会给下气体承压面向上的作用力，并驱动空气主轴向上运动，以对轴承施加轴向载荷。通过下气室对下驱动段施加向上的驱动力，下气室与空气主轴有部分重叠长度，这样就减小了装置的高度，结构更加紧凑。

进一步地，下驱动段向下伸出下气室并传动连接有旋转驱动机构，通过旋转驱动机构能够驱动空气主轴绕其轴线旋转，进而带动被测轴承转动，模拟轴承实际使用状态，提高了检测精度。

进一步地，底座上在空气主轴的上端设有上气室，空气主轴具有伸入上气室的上驱动段，在想上气室内充气高压气体时高压气体给上气体承压面向下的作用力从而驱动空气主轴向下运动，通过上气室驱动空气主轴向下运动使得空气主轴向下运动更加稳定可靠。

进一步地，上、下气室上均设有进气口，进气口上连接有节流阀，通过控制器控制节流阀能够调节上、下气室排气速度，进而实现对空气主轴上升或下降的运动速度。

进一步地，通过进气通道对空气主轴和主轴轴套之间充气使得空气主轴和主轴轴套之间形成高压气膜，避免空气主轴和主轴轴套接触摩擦，影响空气主轴的转动。

进一步地，空气主轴为中空结构重量较轻，便于通过下气室将其托起。

附图说明

图1为本发明的轴承承载能力检测装置的实施例一的结构示意图。

具体实施方式

本发明的轴承承载能力检测装置的实施例一：如图1所示，包括固定架23，固定架23上通过连接螺钉22固定连接有底座5。底座5内设有上大下小的阶梯孔，阶梯孔的下端小径段内安装有主轴钢套10，主轴钢套10内通过螺钉连接有主轴轴套9，主轴轴套9内装有空气主轴，空气主轴与主轴轴套9之间具有一定间隙。主轴轴套9上设有用于向主轴轴套9和空气主轴之间的间隙中充入高压气体以形成高压气膜的进气通道，通过进气通道向主轴轴套和空气主轴之间充入高压气体形成高压气膜能够保证主轴轴套和空气主轴之间不相接触，避免形成接触摩擦力，影响空气主轴的轴向移动和周向转动。空气主轴为中空结构，重量较轻，为了降低加工成本，空气主轴由上驱动段7、主轴中间段11以及下驱动段12依次上下拼接而成。

底座上还在空气主轴的下端设有下气室19，下气室19固定连接在主轴钢套10上，下气室19包括下气腔和上气腔，主轴轴套9和空气主轴之间的间隙与上气腔连通，上气腔上还设有与外界连通的过气通道，位于主轴轴套9和空气主轴之间的间隙内的高压空气能够通过上气腔的过气通道向外排出。下气腔上设有下气腔进气口，下气腔进气口上连接有压力转接头15，压力转接头15上安装有压力传感器14和下气室单向节流阀13。空气主轴的下驱动段12伸入下气室19内且其下端从下气室19的下端伸出，下驱动段12在穿出下气室19时与下气室19的侧壁之间具有一定间隙，以使下气室19内的气体向外排出，由于这部分间隙较小，高压气体排出速率较低，不仅保证了下气室内的压力，同时也避免下气室承受气压过大。下驱动段12上在位于下气室19的下气腔内的位置处设有下气体承压面，在向下气室19的下气腔内充入高压气体时高压气体对下气体承压面会有向上的作用力，进而驱动下驱动段12乃至空气主轴向上运动。本实施例中，下驱动段12位于下气腔内的外周面为上大下小的阶梯面，上端大径段和下端小径段连接位置的环形台阶面为下气体承压面，在其他实施例中，下驱动段上可以设置轴肩结构，只需轴肩朝下的端面面积大于朝上的端面面积即可，高压气体在上端面上的压力就小于在下端面上的压力，就能够对下驱动段形成向上作用力。

下驱动段12向下伸出下气室19的一端还传动连接有用于驱动空气主轴绕其轴线转动的旋转驱动机构。本实施例中，旋转驱动机构包括设于空气主轴下方的驱动电机16，驱动电机16的输出轴竖直向上并连接有拨叉17，拨叉17包括垂直连接输出轴的连接板以及设于连接板上的与输出轴平行的拨杆，驱动电机的输出轴固定连接在连接板的中心位置，拨杆有一个以上且位于连接板的边缘位置。下驱动段12的下端连接有柔性联轴器18，柔性联轴器18的下端周向止转连接有拨盘，拨盘垂直于驱动电机的输出轴，拨盘上在对应于拨杆的位置设有上下贯通的插孔，拨杆穿在插孔中并能在上下方向上与拨盘相对移动。因为空气主轴需要在上下方向发生位移，因此，下驱动段12与驱动电机的传动连接需要保证在周向不发生相对转动的情况下在轴向上可以相对移动，在其他实施例中，下驱动段和驱动电机的输出轴可以通过键连接实现周向止转并在轴向发生相对移动。

底座5上在空气主轴的上端设有上气室8，空气主轴的上驱动段7伸入上气室8内且其上端从上气室8的上端伸出，上驱动段7在向外穿出上气室8的位置处与上气室8的侧壁之间存在一定间隙，以便于上气室8内的高压气体能够排出，由于这部分间隙较小，高压气体排出速率较低，不仅保证了上气室内的压力，同时也避免上气室承受气压过大。上驱动段7上设有在向上气室8内充气时驱动上驱动段7向下运动的上气体承压面。上气室8上设有上气室进气口，上气室进气口上连接有上气室单向节流阀。本实施例中，上驱动段7位于上气室8内的一段为上小下大的阶梯轴，上端小径段和下端大径段连接位置的环形台阶面为上气体承压面，当然，与下驱动段相似，上驱动段上也可以设置类似轴肩的结构，只需轴肩朝上的端面面积大于朝下的端面面积即可，高压气体在下端面上的压力就小于在上端面上的压力，就能够对上驱动段形成向下作用力。

上驱动段7向上伸出上气室8的一端连接有用于定位支撑被测轴承3的下定位座4和拨动手环6，底座5的上端固定设有顶板1，顶板1上设有上定位座2，在被测轴承3定位安装在下定位座4上时，被测轴承3的内圈被下定位座4在向下的方向上挡止，被测轴承3的外圈与上定位座2上下对应并能被上定位座2在向上的方向上防止。

固定架23上还设有与上气室单向节流阀和下气室单向节流阀控制连接的控制器20，控制器20上设有控制按钮，固定架23的外侧还设有调压阀21，调压阀21可以控制下气室的充气压力。

本发明的轴承承载能力测量装置在使用时：将被测轴承3安装在下定位座4上，调节调压阀21，控制通往下气室的气体压力，使下气室内的压力大于空气主轴、下定位座4及被测轴承3的自重；按控制器上的“上升”键，下气室内继续充气，空气主轴上升，上气室单向节流阀控制上气室内的空气的排出速度，也就间接控制空气主轴的上升速度，使被测轴承3外圈端面接触至上定位座2；驱动电机16开始转动，控制器可调节驱动电机16的转速，驱动电机16带动空气主轴进行转动；按控制器20上的“加载”键，通过调压阀21可调节下气室内的空气压强，即可调节空气主轴的轴向输出载荷，满足无级加载的要求，按控制器上的“下降”键，则驱动电机16停转，空气主轴下降至初始位置，一个运转过程结束。

上述实施例中，旋转驱动机构包括驱动电机以及传动连接驱动电机和下驱动段的传动连接结构，在其他实施例中，旋转驱动机构可以为与下驱动段传动连接的手摇柄；上述实施例中，空气主轴由三段拼接而成，在其他实施例中，可以由两段拼接或四段以上拼接而成；上述实施例中，空气主轴为空心结构，在其他实施例中，空气主轴可以为实心结构且一体成型。

本发明的轴承承载能力检测装置能够在对轴承加载轴向载荷的同时使轴承旋转，模拟真实使用状态，检测结构更加准确可靠，通过对下气室充气而驱动空气主轴向上移动并对被测轴承施加轴向载荷，实现轴向载荷的无级可调，减少人为环节，提高测量的精度，降低了使用者的劳动强度，方便使用者操作使用，提高了测量效率。

Claims (7)

1.一种轴承承载能力检测装置，包括底座和竖直设置在底座上的空气主轴，其特征在于，所述底座上还在空气主轴的下端设有下气室，空气主轴具有伸入下气室的下驱动段，所述下驱动段上设有用于在向下气室内充气时驱动空气主轴向上运动以将轴承压紧在上定位座上并施加给轴承轴向载荷的下气体承压面；所述底座上在空气主轴的上端设有上气室，空气主轴具有伸入上气室的上驱动段，所述上驱动段上设有在向上气室内充气时驱动空气主轴向下运动的上气体承压面，上驱动段向上伸出上气室并连接用于定位支撑被测轴承的下定位座；上气室上设有上气室进气口，上气室进气口连接有上气室单向节流阀，上气室单向节流阀控制上气室内的空气的排出速度，也就间接控制空气主轴的上升速度。

2.根据权利要求1所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，下驱动段向下伸出下气室并传动连接有用于驱动空气主轴绕轴线旋转的旋转驱动机构。

3.根据权利要求2所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，旋转驱动机构包括设于下气缸下方的驱动电机以及传动连接驱动电机和下驱动段的传动连接结构，传动连接结构包括连接在驱动电机的输出端的拨叉以及连接在下驱动段伸出下气室的下端的拨盘，拨叉和拨盘周向止转连接且轴向可相对移动。

4.根据权利要求1所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，所述下气室上设有进气口，进气口上连接有节流阀，所述轴承承载能力检测装置还包括用于控制上气室单向节流阀和下气室节流阀排气速度的控制器。

5.根据权利要求1所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，所述底座上固定设有用于安装空气主轴的主轴轴套，空气主轴的外周面与主轴轴套的内周面间隙配合，主轴轴套上设有用于向主轴轴套和空气主轴之间的间隙中充入高压气体以形成高压气膜的进气通道。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，所述空气主轴为中空结构。

7.根据权利要求6所述的轴承承载能力检测装置，其特征在于，所述空气主轴由至少两段拼接而成。