CN105823635A - 轴承旋转扭矩试验装置 - Google Patents

Abstract

一种轴承旋转扭矩试验装置，轴向加载件中心轴上连接推力轴承、弹簧隔套、微载杆与连接有轴向加载套的压力传感器配合，测量件由相同两上、下检测轴承内孔与试验轴间隙配合，试验轴下端与弹性联轴器连接，上检测轴承外径与安装在压力传感器上轴向加载套配合，下检测轴承外径与安装在试验台架上三爪卡盘配合。步进电机轴上加装扭矩过载器，避免检测过载损坏扭矩传感器，推力轴承、弹簧隔套、弹性联轴器自带调心功能，保证此装置的同心度，加载后松开三爪卡盘，轴承无导向完全不受倾斜载荷和其它压力影响，试验数值更准确，减少了不同规格轴承试验需更换检测工装的麻烦，彻底解决检测轴承因加载变形导致检测数值不准确、重复性差、实用性欠佳问题。

Description

轴承旋转扭矩试验装置

技术领域

本发明涉及一种轴承的试验装置，特别是一种能承受较大轴向载荷的轴承旋转扭矩试验装置。

背景技术

轴承是各类机械装备的重要基础零部件，而轴承的旋转扭矩是轴承动态性能的重要技术指标之一，轴承零件的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着重要、决定性的作用，扭矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力，能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密相关，为降低能耗，保证轴承旋转时无阻滞现象，轴承扭矩的检测对生产厂家和使用者都非常重要。

中国专利200910096442.X“轴承在不同轴向负荷、转速下摩擦力矩的测量装置”，虽也提供了一种轴承摩擦力的测量装置，经多次测量使用后发现其还存在一些缺陷，如组装、调试、试验、操作都很繁琐，花费时间长、效率低，测试轴承规格单一，还需设计不同的定位工装但又不能保证测量的同心度，测量时会产生抖动不稳定，使测量出的波形发生不规则的突变，从而测量数据不准确、重复性差，因此实用性欠佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种轴承旋转扭矩试验装置，用此试验装置能准确检测出在较大轴向加载力的作用下，轴承的旋转扭矩，且该试验装置组装、调试、试验、操作简单、方便、效率高，测试范围广，并所测扭矩值稳定、重复性好，实用性强。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：轴承旋转扭矩试验装置，包括安装在底板、试验台架、加载台架上的驱动件、轴向加载件、测量件，所述驱动件由固定在底板上的步进电机，通过扭矩传感器与弹性联轴器连接，所述扭矩传感器通过引线与扭矩显示器连接，所述轴向加载件由连接有碟形弹簧的中心轴与加载杆连接成整体，所述中心轴下端连接压力传感器，所述压力传感器通过引线与压力显示器连接，中心板通过三角铁移动连接在加载台架上，所述测量件由相同的两上、下检测轴承的内孔与试验轴间隙配合，所述试验轴的下端与所述弹性联轴器连接，所述上检测轴承的外径与安装在压力传感器上的轴向加载套配合，所述下检测轴承的外径与安装在所述试验台架上的三爪卡盘配合，所述轴向加载件的中心轴上连接有推力轴承和弹簧隔套、微载杆并与压力传感器、轴向加载套配合。

与现有技术相比，本发明的优点在于，首先本试验装置采用立式结构，其同心度好，测得的扭矩值更准确，在更换不同的检测轴承、调节轴向加载时更方便、更直观，能看得很清楚。采用步进电机驱动轴承转动，可方便实现高、低速运转，在步进电机转轴上加装有扭矩过载器，可设置不同扭矩上限，超出量程会自动脱开，避免检测过程中因过载而损坏扭矩传感器，还避免由于过载失真造成的检测数据的错误。同时采用高精度的扭矩传感器来采集轴承扭矩。

通过推力轴承和弹簧隔套来压缩碟形弹簧，利用碟形弹簧和加载杆配合提供轴向载荷，采用弹性联轴器，其都为自带调心功能。保证了此装置的同心度、功耗低，便于调节操作，使采集的波形和扭矩值更稳定，数值更准确，重复性好。

选择三爪卡盘固定轴承，其端跳小，未将压力直接加在检测轴承上，不会对检测轴承造成形变，因此测量更准确，还可通过更换正反爪来测试不同规格的检测轴承，扩大了测试使用范围。用于测试内径为8～50毫米的轴承，三爪卡盘在轴向加载过程中只是对两检测轴承进行同心调整，实际检测过程中并不夹持轴承，使检测轴承完全不受倾斜载荷和导向压力的影响及形变，因此试验数值更准确可靠，又可减少试验过程中为检测不同规格轴承，需不断更换固定检测轴承工装的麻烦，彻底解决了以往在检测过程中，检测轴承因加载及导向会发生形变而导致检测数值的不精确。

总之此试验装置同心度好，轴承不会发生形变，测量数值精确，能承受较大的轴向加载力，同时还增加了微载杆，只要转动微载杆带动中心轴、压力传感器、轴向加载套进行轴向微加载，进行轴向微量调试即精调，满足不同用户的需求，调试范围广、调试速度快、调试精度高，实用性强。

附图说明

图1、本发明的结构示意图。

图2、图1的剖视图。

图3、图1的A—A视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1～图3，圆盘22通过下表面上的四螺杆固定在底板13上，底板13通过上表面上的四支撑轴23悬挂固定在试验台架19的下表面上。

试验装置的驱动件采用步进电机12，步进电机固定在圆盘22的下表面上，步进电机12的转轴通过法兰式扭矩过载器11与扭矩传感器21的下端连接，扭矩传感器21的上端连接弹性联轴器20，扭矩传感器21通过引线与扭矩显示器25连接，扭矩传感器21的一侧固定在夹板10上，夹板10固定在一支撑轴23上。

轴向加载套17为一端开口，并开口内壁上有台阶面，另一端面为封闭的圆形面，圆形面中间延伸出带盲孔的凸台与压力传感器7连接成一体。

试验台架19上表面固定三爪卡盘9，其正、反爪分别配合不同外径尺寸的轴承使用，两只型号相同的上、下检测轴承8、18间隙安装在阶梯形试验轴24上，试验轴24与上、下检测轴承的内孔间隙配合，下检测轴承18的外表面与三爪卡盘9配合，上检测轴承8的外圈上表面与轴向加载套17内壁上的台阶面配合，并台阶面还与上检测轴承8的外表面接触，试验轴下端与弹性联轴器20连接，试验轴24穿过三爪卡盘9和试验台架19上的通孔，构成测量件。

轴向加载件，由加载台架5的两端分别支撑固定在试验台架19和加载板27上。

加载杆1用其上螺纹连接在加载板27上，并用下螺母2锁紧在加载板上。

加载杆下连接推力轴承，可避免旋转时由于摩擦力导致下部加载体的转动。

加载杆1中间通孔内安装有中心轴15的上端，中心轴的顶端螺纹固定微载杆30的下端，微载杆30的上端延伸到加载杆1外，加载杆1的上端口还固定有顶盖28，微载杆30调节好后用上螺母29锁紧在顶盖28上，构成轴向微加载，即微量轴向加载调试为精调。

使用时，只要顺时针方向转动微载杆30，微载杆通过中心轴15、压力传感器7、轴向加载器17给检测轴承8、18一个较小的轴向微加载力。

中心轴15上端连接有推力轴承3和弹簧隔套14，中心轴外表面套有碟形弹簧4，碟形弹簧根据加载力的大小，可进行更换以保证加载力的精确度，弹簧隔套14、推力轴承3用来压缩碟形弹簧4，利用碟形弹簧4与加载杆1配合提供较大的轴向加载负荷，其同心度高，功耗低，安全稳定，便于调节。

中心板16通过三角铁6固定在加载台架5上，中心板可沿加载台架上、下移动，以保证上下部分的同心度，中心轴15的下端连接压力传感器7，压力传感器7下端连接轴向加载套17，对上检测轴承8进行加载。压力传感器7通过引线与压力显示器26连接。

使用时，将上、下检测轴承8、18安装到试验轴24上，试验轴24与弹性联轴器20连接，三爪卡盘9支撑着下检测轴承18为B，来调整试验机体的同心度，然后加载杆1顺时针旋转通过推力轴承3压缩蝶形弹簧4、压力传感器7、轴向加载套17对上检测轴承8为A，进行轴向加载，待完成加载后松开三爪卡盘9使其停止导向，不接触下检测轴承18，驱动步进电机12按照试验要求旋转试验轴承，由扭矩传感器11采集旋转扭矩值，即分三次检测A、B、C六只相同型号的检测轴承，检测轴承C（图未画），依次分别安装AB、AC、BC进行检测，待采集数据稳定下来记录各次的扭矩值，依次为A+B=X，A+C=Y，B+C=Z，通过列举X、Y、Z三组数据方程式分别可以得到A、B、C单只检测轴承的扭矩值。

此试验装置解决了之前检测方式重复性差，只能采用两只值1/2的方式检测单只轴承扭矩，现装置采集多只轴承的扭矩值，其重复性稳定，比之前测两只检测轴承除以二的方法合理实用，此试验装置结构合理，操作方便，测量数值更精确，更能得到客户认可。

实施例：已知分三次检测出的三组数据为A+B=X=10，B+C=Y=11，A+C=Z=9，求出A、B、C单个值：

A+B+B+C=X+Y=21A+C=21-2B

A+C=9即21-2B=9

B=6A+B=10

A=4B+C=11

C=5

Claims (5)

1.一种轴承旋转扭矩试验装置，包括安装在底板（13）、试验台架（19）、加载台架（5）上的驱动件、轴向加载件、测量件，所述驱动件由固定在底板（13）上的步进电机（12），通过扭矩传感器（21）与弹性联轴器（20）连接，所述扭矩传感器（21）通过引线与扭矩显示器（25）连接，所述轴向加载件由连接有碟形弹簧（4）的中心轴（15）与加载杆（1）连接成整体，所述中心轴（15）下端连接压力传感器（7），所述压力传感器（7）通过引线与压力显示器（26）连接，中心板（16）通过三角铁（6）移动连接在加载台架（5）上，其特征在于所述测量件由相同的两上、下检测轴承（8、18）的内孔与试验轴（24）间隙配合，所述试验轴（24）的下端与所述弹性联轴器（20）连接，所述上检测轴承（8）的外径和外圈端面与安装在压力传感器（7）上的轴向加载套（17）配合，所述下检测轴承（18）的外径与安装在所述试验台架（19）上的三爪卡盘（9）配合，所述轴向加载件的中心轴（15）上连接有推力轴承（3）和弹簧隔套（14）、微载杆（30）与压力传感器（7）、轴向加载套（17）配合。

2.根据权利要求1所述的轴承旋转扭矩试验装置，其特征在于所述步进电机（12）的转轴上加装有法兰式扭矩过载器（11），并与扭矩传感器（21）的下端连接。

3.根据权利要求1所述的轴承旋转扭矩试验装置，其特征在于所述加载杆（1）中间通孔内安装有中心轴（15）的上端，中心轴的顶端螺纹固定微载杆（30）的下端，微载杆（30）的上端延伸到加载杆（1）外，加载杆的上端口还固定有顶盖（28）、微载杆（30）用上螺母（29）锁紧在顶盖（28）上构成轴向微加载。

4.根据权利要求1所述的轴承旋转扭矩试验装置，其特征在于所述轴向加载套（17）为一端开口，并开口内壁上有台阶面，另一端面为封闭的圆形面，圆形面中间延伸出带盲孔的凸台。

5.根据权利要求1所述的轴承旋转扭矩试验装置，其特征在于所述试验轴（24）为阶梯形。