CN106769037A - 一种预紧力可调的轴承试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预紧力可调的轴承试验机，其包括驱动组件、轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件、数据采集组件和主轴，所述驱动组件用于为主轴提供驱动力，其设于主轴的一端，该主轴上安装有待测试轴承；轴向力施加组件用于模拟轴承轴向工况的轴向力，其设于主轴的另一端；径向力施加组件用于模拟轴承径向工况的径向力，其设于待测试轴承的上部；预紧力调节组件用于调节待测试轴承的预紧力，其安装在主轴上，并位于待测试轴承的一侧；数据采集组件与待测试轴承相连，其用于测试并采集待测试轴承的温度和振动变化。通过本发明可实现不同预紧力下轴承的温升、振动等性能的测量，具有结构简单、测试方便、适用性强等优点。

Description

一种预紧力可调的轴承试验机

技术领域

本发明属于轴承测试设备领域，更具体地，涉及一种预紧力可调的轴承试验机。

背景技术

轴承是各类航空、重工以及先进制造装备等领域内不可或缺的关键部件，为了便于清楚的知道轴承的各种动态特性，需对轴承进行模拟测试。而在测试过程中轴承预紧力的大小对轴系动态特性具有重要的影响，如果预紧力偏小，系统抵抗受迫振动与自己振动的能力较弱，轴系振动较大，如果预紧力偏大，轴承温升偏高，会缩短轴承的使用寿命，降低轴系的回转精度。因此，在实际测试过程中根据实际工况选择合适的预紧力至关重要。

而目前的轴承试验机测试时无法改变轴承的预紧力，且无法测试不同预紧力下轴承的温升、振动情况以及疲劳寿命。鉴于此，研究一种可以改变轴承预紧力并且有效模拟轴承实际工况的轴承试验机显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种预紧力可调的轴承试验机，其通过对其关键组件如轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有轴承试验机测试时无法改变轴承预紧力，且无法测试不同预紧力下轴承的温升、振动情况以及疲劳寿命的问题，具有结构简单、测试方便、适用性强等优点，适用于各种类型轴承的动态特性测试。

为实现上述目的，本发明提出了一种预紧力可调的轴承试验机，其包括驱动组件、轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件、数据采集组件和主轴，其中：

所述驱动组件用于为所述主轴提供驱动力，其设于所述主轴的一端，该主轴上安装有待测试轴承；

所述轴向力施加组件用于模拟轴承轴向工况的轴向力，其设于所述主轴的另一端；

所述径向力施加组件用于模拟轴承径向工况的径向力，其设于所述待测试轴承的上部；

所述预紧力调节组件具体为旋紧螺母，其用于调节待测试轴承的预紧力，其安装在所述主轴上，并位于所述待测试轴承的一侧；

所述数据采集组件与所述待测试轴承相连，其用于测试并采集待测试轴承的温度和振动变化。

作为进一步优选的，所述驱动组件包括电动机以及通过同步带相连的小带轮和大带轮，所述小带轮安装在所述电动机的一端，所述大带轮安装在所述主轴的一端，所述电动机通过同步带将动力传递给大带轮，进而带动所述主轴转动。

作为进一步优选的，所述轴向力施加组件包括轴向液压缸，该轴向液压缸通过一轴向液压缸支架固定在滑台上，该轴向液压缸的顶柱与一推力轴承座相连，所述推力轴承座与所述滑台滑动配合，其上固定有与所述主轴另一端相连的推力轴承，由此通过所述推力轴承座和推力轴承将所述轴向液压缸施加的轴向力施加给主轴，进而作用于待测试轴承。

作为进一步优选的，所述径向力施加组件包括径向液压缸，该径向液压缸固定在径向液压缸支架上，其顶柱通过螺纹与压块相连，该压块与待测试轴承的外圈接触，由此当径向液压缸提供径向力时，通过所述压块作用于轴承的外圈，进而将径向力施加给待测试轴承。

作为进一步优选的，所述数据采集组件包括温度传感器、加速度传感器和数据采集仪，所述温度传感器和加速度传感器贴在所述轴承的外圈上，用于测量轴承外圈的温度以及振动，并将数据传送给所述数据采集仪。

作为进一步优选的，所述轴承试验机还包括支撑组件，该支撑组件安装在所述主轴的一端，其包括套装在所述主轴上的深沟球轴承，该深沟球轴承安装在深沟球轴承座上。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明通过对试验机中的关键组件如轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件的结构及其具体设置方式的研究和设计，获得可以改变轴承预紧力并且模拟轴承实际工况的轴承试验机，具有结构简单、测试方便、适用性强等优点。

2.本发明的试验机不仅可以通过液压缸无极调节实现模拟真实工况，还可以改变不同预紧力，以有效测量不同预紧力下轴承的温升、振动等性能情况以及疲劳寿命，可找到测试轴承的最佳预紧力。

3.本发明还通过设置支撑组件，可实现试验机中轴系的有效稳定支撑，保证其在测试时的稳定性，并使轴系在测试中基本不受力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种预紧力可调的轴承试验机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例提供的一种预紧力可调的轴承试验机，该试验机包括驱动组件、轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件、数据采集组件和主轴6，其中，驱动组件用于为主轴6提供驱动力，其设于主轴6的一端(例如图1的右端)，该主轴6上安装有待测试轴承19；轴向力施加组件用于模拟轴承轴向工况的轴向力，其设于主轴6的另一端(例如图1的左端)；径向力施加组件用于模拟轴承径向工况的径向力，其设于待测试轴承19的上部；预紧力调节组件用于调节待测试轴承19的预紧力，其安装在主轴6上，并位于待测试轴承19的一侧；数据采集组件与待测试轴承19相连，其用于测试并采集待测试轴承19的温度和振动变化。通过上述各个组件的相互配合，可实现不同预紧力下轴承的温升、振动等性能的测量，具有结构简单、测试方便、适用性强等优点。

下面将对各个组件逐一进行更为具体的说明。

如图1所示，作为关键组件之一的驱动组件，其包括电动机16以及通过同步带14相连的小带轮15和大带轮13，小带轮15安装在电动机16的一端，大带轮13安装在主轴6的一端(图1右端)，电动机16通过同步带14将动力传递给大带轮13，大带轮13再把驱动力传递给轴系(即主轴6)。

作为另一关键组件的轴向力施加组件，其用于模拟轴承实际工况的轴向力，包括轴向液压缸1，轴向液压缸1固定在轴向液压缸支架2上，而轴向液压缸支架2通过螺栓固定在滑台3上，滑台3安装在底板上，轴向液压缸的顶柱与推力轴承座4相连，推力轴承座4可以在滑台3上滑动，推力轴承5固定在推力轴承座4上，并安装在主轴6的另一端(图1左端)，轴向液压缸1施加的轴向力通过推力轴承座4、推力轴承5将轴向力施加给主轴6，进而作用于待测试轴承19。

作为另一关键组件的径向力施加组件，其用于模拟轴承径向工况的径向力，包括径向液压缸7，该径向液压缸7固定在径向液压缸支架8上，径向液压缸的顶柱通过螺纹与压块9相连，该压块9与待测试轴承19的外圈接触，由此当径向液压缸7提供径向力时，通过压块9作用于轴承的外圈，进而将径向力施加给待测试轴承19。

作为另一关键组件的预紧力调节组件，其具体为用于调节预紧力的旋紧螺母10，其用于调节待测试轴承19的预紧力，其安装在主轴6上，并位于待测试轴承19的一侧(例如图1的右侧)，当需要调节预紧力时，将设备停止，通过调节旋紧螺母10即可改变轴承的预紧力。

作为另一关键组件的数据采集组件，其包括温度传感器、加速度传感器18和数据采集仪，温度传感器和加速度传感器贴在待测试轴承19的外圈上，用于测量轴承外圈的温升以及振动，并将数据传送给数据采集仪。

具体的，为了便于轴系的支撑，保证测试的稳定性，本发明的轴承试验机还包括支撑组件，该支撑组件安装在主轴6的一端(图1的右端)，其包括套装在主轴6上的深沟球轴承12，该深沟球轴承12安装在深沟球轴承座11上，该深沟球轴承座11安装在底板上，通过该支撑组件可实现轴系的有效支撑，使其基本不受到作用力。

采用本发明的上述轴承试验机以测试需要施加预紧力的双列圆锥滚子轴承为例，对本发明的轴承试验机的工作原理及工作过程进行详细说明。

启动电动机，达到测试的速度，通过同步带14将动力传递给轴系，径向液压缸7与轴向液压缸1根据轴承真实工况所受的作用力，通过调节压力无极调节工作力，甚至产生交变力，此时待测试轴承19受到模拟真实工况的作用力，温度和加速度传感器18测量此时轴承的温度和振动变化，将数据传送给数据采集仪，获得所需的测试数据。当需要改变预紧力时将设备暂停，调节旋紧螺母10改变预紧力，即可从新启动电动机进行测量。

本发明的试验机不仅可以通过液压缸无极调节实现模拟真实工况，还可以改变不同预紧力，测量不同预紧力下轴承的温升、振动等性能情况以及寿命，找到测试轴承的最佳预紧力。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，包括驱动组件、轴向力施加组件、径向力施加组件、预紧力调节组件、数据采集组件和主轴(6)，其中：所述驱动组件用于为所述主轴(6)提供驱动力，其设于所述主轴(6)的一端，该主轴(6)上安装有待测试轴承(19)；所述轴向力施加组件用于模拟轴承轴向工况的轴向力，其设于所述主轴(6)的另一端；所述径向力施加组件用于模拟轴承径向工况的径向力，其设于所述待测试轴承(19)的上部；所述预紧力调节组件具体为旋紧螺母(10)，其用于调节待测试轴承(19)的预紧力，其安装在所述主轴(6)上，并位于所述待测试轴承(19)的一侧；所述数据采集组件与所述待测试轴承(19)相连，其用于测试并采集待测试轴承(19)的温度和振动变化。

2.如权利要求1所述的预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，所述驱动组件包括电动机(16)以及通过同步带(14)相连的小带轮(15)和大带轮(13)，所述小带轮(15)安装在所述电动机(16)的一端，所述大带轮(13)安装在所述主轴(6)的一端，所述电动机(16)通过同步带(14)将动力传递给大带轮(13)，进而带动所述主轴(6)转动。

3.如权利要求1或2所述的预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，所述轴向力施加组件包括轴向液压缸(1)，该轴向液压缸(1)通过一轴向液压缸支架(2)固定在滑台(3)上，该轴向液压缸(1)的顶柱与一推力轴承座(4)相连，所述推力轴承座(4)与所述滑台(3)滑动配合，其上固定有与所述主轴(6)另一端相连的推力轴承(5)，由此通过所述推力轴承座(4)和推力轴承(5)将所述轴向液压缸(1)施加的轴向力施加给主轴(6)，进而作用于待测试轴承(19)。

4.如权利要求3所述的预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，所述径向力施加组件包括径向液压缸(7)，该径向液压缸(7)固定在径向液压缸支架(8)上，其顶柱通过螺纹与压块(9)相连，该压块(9)与待测试轴承(19)的外圈接触，由此当径向液压缸(7)提供径向力时，通过所述压块(9)作用于轴承的外圈，进而将径向力施加给待测试轴承(19)。

5.如权利要求4所述的预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，所述数据采集组件包括温度传感器、加速度传感器和数据采集仪，所述温度传感器和加速度传感器贴在所述待测试轴承(19)的外圈上，用于测量轴承外圈的温度以及振动，并将数据传送给所述数据采集仪。

6.如权利要求1-5任一项所述的预紧力可调的轴承试验机，其特征在于，所述轴承试验机还包括支撑组件，该支撑组件安装在所述主轴(6)的一端，其包括套装在所述主轴(6)上的深沟球轴承(12)，该深沟球轴承(12)安装在深沟球轴承座(11)上。