CN106768541B - 一种基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新的基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法，轴向力测量装置包括：调节与固定螺母、推拉力计、测力计座、键、轴承座、轴向力包覆装置、轴承组、圆柱滚子轴承、轴、轴端螺纹件和锁定螺母，本发明运用圆柱滚子轴承以及角接触轴承组(或者圆锥滚子轴承组)实现了轴向力与径向力的分离，避免了径向力对轴向力测量的影响，从而更准确地测量轴向力；通过调节与固定螺母，实现了轴在轴向上的位置微调；轴承组以及轴向力包覆装置等将旋转轴的轴向力转化成一种静态的轴向力，并利用拉压力计实现拉压双向测量；轴端螺纹件可以延长原设备的轴长，尽可能减少轴向力测量的改装工作量。实践证明，该方法能够准确方便地实现对轴向力的测量。

Description

一种基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法

技术领域

本发明涉及一种轴向力测量装置和测量方法，具体涉及一种圆柱滚子轴承以及角接触轴承组(或者圆锥滚子轴承组)实现了轴向力与径向力的分离，避免了径向力对轴向力测量的影响，从而更准确地测量轴向力的新的基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法。

背景技术

对于滚动轴承支撑的转轴，其轴向力的测量方法，有些是通过有关部位应变量的测量，间接测量轴向力，这种测量方法实施难度大，转换出来的轴向力精度也有待验证；有些是直接或者近似直接测量轴向力，比如杠杆法、测力环法、已有的拉压传感器法等，这些方法都没有排除径向力对轴向力测量结果的影响，有待改进。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种圆柱滚子轴承以及角接触轴承组(或者圆锥滚子轴承组)实现了轴向力与径向力的分离，避免了径向力对轴向力测量的影响，从而更准确地测量轴向力的新的基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种新的基于拉压力传感器的轴向力测量装置，所述轴向力测量装置包括：调节与固定螺母、推拉力计、测力计座、键、轴承座、轴向力包覆装置、轴承组、圆柱滚子轴承、轴、轴端螺纹件和锁定螺母，测力计座的底部通过螺栓固定在被测设备的轴承座上；测力座的顶部通过调节与固定螺母将推拉力计的一端固定；推拉力计的另一端通过螺母与轴向力包覆装置相连；轴向力包覆装置与测力计座之间有间隙，轴向力包覆装置与测力计座之间安装有键；轴向力包覆装置与轴承座之间有间隙；轴向力包覆装置与轴端面之间有间隙；轴向力包覆装置与轴承组的外圈紧密相连；轴承组安装在轴上；圆柱滚子轴承也安装在轴上，圆柱滚子轴承的外圈与轴承座紧密相连；圆柱滚子轴承外圈与轴承组之间有间隙；轴的端部安装有轴端螺纹件，螺纹件的外端上安装有紧定螺母，当轴的端部有螺纹时，紧定螺母直接安装在轴上，此时不用安装轴端螺纹件。

一种利用上述的测量装置测量基于拉压力传感器的轴向力的测量方法，所述方法包括如下步骤：

(1)、根据预估的被测轴向力的范围选择推拉力计的型号；

(2)、根据被测设备的轴与轴承座的结构尺寸，选用合适的轴承组、圆柱滚子轴承；

(3)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴承在轴上的固定零件，包括紧定螺母和轴端螺纹件；

(4)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴向力包覆装置；

(5)、根据步骤(1)和(4)的结果设计测力计座，以及选用调节与固定螺母；

(6)、生产与选购权利要求1中的设备后，进行安装与调试；

(7)、推拉力计与测力控制端相连，开启测力控制端即可进行轴向力的测试，包括轴静止状态和旋转状态下都可进行测试。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的新的基于拉压力传感器的轴向力测量装置和测量方法具有以下优点：本发明通过圆柱滚子轴承与轴承组的配合使用，实现了轴向力与径向力的完全分离，径向力不对轴向力的测量产生任何影响；本发明通过调节与固定螺母，实现了轴在轴向上的位置微调；通过轴向力包覆装置，将旋转轴的轴向力转化成静态的轴向力，并将轴向力的大小准确地传递给拉压力计；本发明键的应用，防止轴向力包覆装置的转动；本发明轴端螺纹件的应用，减少了对原设备的改装工作量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为采用拉压力计、但没有实现轴向力径向力分离时的测试结果图。

图3为采用拉压力计、实现轴向力径向力分离的测试结果图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1为本发明的整体结构示意图。如图1所示：本发明包括的轴向力测量装置包括：调节与固定螺母1、推拉力计2、测力计座3、键4、轴承座5、轴向力包覆装置6、轴承组7、圆柱滚子轴承8、轴9、轴端螺纹件10和锁定螺母11，测力计座3的底部通过螺栓固定在被测设备的轴承座5上；测力座3的顶部通过调节与固定螺母1将推拉力计2的一端固定；推拉力计2的另一端通过螺母与轴向力包覆装置6相连；轴向力包覆装置6与测力计座3之间有间隙，轴向力包覆装置6与测力计座3之间安装有键4；轴向力包覆装置6与轴承座5之间有间隙；轴向力包覆装置6与轴9的端面之间有间隙；轴向力包覆装置6与轴承组7的外圈紧密相连；轴承组7安装在轴9上；圆柱滚子轴承8也安装在轴9 上，圆柱滚子轴承8的外圈与轴承座5紧密相连；圆柱滚子轴承8的外圈与轴承组7之间有间隙；轴9的端部安装有轴端螺纹件10，螺纹件10的外端上安装有紧定螺母11，当轴9的端部有螺纹时，紧定螺母11直接安装在轴9上，此时不用安装轴端螺纹件10。

一种利用上述测量装置测量基于拉压力传感器的轴向力的测量方法，所述方法包括如下步骤：

(1)、根据预估的被测轴向力的范围选择推拉力计2的型号；

(2)、根据被测设备的轴9与轴承座5的结构尺寸，选用合适的轴承组7、圆柱滚子轴承8；

(3)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴承在轴上的固定零件，包括紧定螺母11和轴端螺纹件10；

(4)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴向力包覆装置6；

(5)、根据步骤(1)和(4)的结果设计测力计座3，以及选用调节与固定螺母1；

(6)、生产与选购权利要求1中的设备后，进行安装与调试；

(7)、推拉力计2与测力控制端相连，开启测力控制端即可进行轴向力的测试，包括轴静止状态和旋转状态下都可进行测试。

图2为采用拉压力计、但没有实现轴向力径向力分离时的测试结果图。图3为采用拉压力计、实现轴向力径向力分离的测试结果图。对比结果发现：轴向力与径向力的分离，使轴向力的测量不受径向力作用下摩擦力的影响，从而使测量结果更加准确：应用本发明的测量方法所得测试曲线上有较多“毛刺”，证明该方法对径向力更加敏感，测量结果更准确。

本发明相比已有的基于拉压力计的测力装置，该方法与装置由于实现了轴向力与径向力的分离，轴向力的测量不受径向力作用下摩擦力的影响，从而使测量结果更加准确；本发明相比基于应变测量的测力方法与装置，由于采用拉压力计，成本更低，更加易用、耐用。本发明可以实现轴在轴向上位置的调整；本发明通过轴端螺纹件等装置的设计，尽量减少了改装成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种基于拉压力传感器的轴向力测量装置，其特征在于：所述轴向力测量装置包括：调节与固定螺母、推拉力计、测力计座、键、轴承座、轴向力包覆装置、轴承组、圆柱滚子轴承、轴、轴端螺纹件和锁定螺母，测力计座的底部通过螺栓固定在被测设备的轴承座上；测力座的顶部通过调节与固定螺母将推拉力计的一端固定；推拉力计的另一端通过螺母与轴向力包覆装置相连；轴向力包覆装置与测力计座之间有间隙，轴向力包覆装置与测力计座之间安装有键；轴向力包覆装置与轴承座之间有间隙；轴向力包覆装置与轴端面之间有间隙；轴向力包覆装置与轴承组的外圈紧密相连；轴承组安装在轴上；圆柱滚子轴承也安装在轴上，圆柱滚子轴承的外圈与轴承座紧密相连；圆柱滚子轴承外圈与轴承组之间有间隙；轴的端部安装有轴端螺纹件，螺纹件的外端上安装有紧定螺母，当轴的端部有螺纹时，紧定螺母直接安装在轴上，此时不用安装轴端螺纹件。

2.一种利用权利要求1中测量装置测量基于拉压力传感器的轴向力的测量方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)、根据预估的被测轴向力的范围选择推拉力计的型号；

(2)、根据被测设备的轴与轴承座的结构尺寸，选用合适的轴承组、圆柱滚子轴承；

(3)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴承在轴上的固定零件，包括紧定螺母和轴端螺纹件；

(4)、根据步骤(2)中轴承的选用结果，设计轴向力包覆装置；

(5)、根据步骤(1)和(4)的结果设计测力计座，以及选用调节与固定螺母；

(6)、生产与选购权利要求1中的设备后，进行安装与调试；

(7)、推拉力计与测力控制端相连，开启测力控制端即可进行轴向力的测试，包括轴静止状态和旋转状态下都可进行测试。