CN106840669B - 一种轴承轴向加载及力测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种轴承轴向加载及力测量装置，套设在转轴外侧并设置在轴承座上，由加载机构和力测量机构组成，加载机构包括并列设置的油缸盖板和缸体，在油缸盖板贴近缸体的一端上挖设有环形油道，在缸体内呈环状交替均匀设置若干个预紧弹簧安装孔和若干个加载油缸柱塞孔，其中预紧弹簧安装孔与缸体的背向油缸盖板的一端贯通，加载油缸柱塞孔与缸体的两个端面贯通，环形油道与加载油缸柱塞孔连通；预紧弹簧安装孔内设置有预紧弹簧，加载油缸柱塞孔内设置有柱塞；力测量机构包括传动压盖，在传动压盖靠近缸体的一端填设有承压环，预紧弹簧和柱塞的输出端均向承压环施加载荷。本发明载荷均匀且灵活可调。

Description

一种轴承轴向加载及力测量装置
技术领域
本发明涉及一种轴向加载装置，具体的说是一种轴承轴向加载及力测量装置。
背景技术
轴承是装备制造中重要的、关键基础零部件，直接决定着装备的性能、可靠性及寿命；由于轴承的工作环境恶劣、承受的载荷工况复杂、要有足够长甚至是装备全寿命周期免维护等等，在设计开发和生产制造过程中必须在试验机上对轴承做相应模拟工况的验证，为研究、设计、制造和使用提供可靠的试验数据，为轴承的设计、制造和使用提供依据。
现有的轴承轴向加载大多是通过杠杆机构添加砝码或通过液压机构来实现对轴承的轴向加载。其中，杠杆机构加载虽然结构简单，加载稳定，但这种加载存在有只能依据砝码的重量跳跃加载，不能进行连续加载的缺陷；而液压加载虽然可以连续加载，但却存在有使用不便、成本较高、不易维护、加载不稳定及效率较低等缺陷，此外，液压机构还可能因液压液泄露而导致操作环境的污染。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种载荷分布均匀，可以实现预紧和随动加载的轴承轴向加载及力测量装置。
为了实现上述目的，本发明采用的方案为：
一种轴承轴向加载及力测量装置，套设在转轴外侧并设置在轴承座上，由加载机构和力测量机构组成，所述加载机构包括并列设置的油缸盖板和缸体，在油缸盖板贴近缸体的一端上挖设有环形油道，在缸体内呈环状交替均匀设置若干个预紧弹簧安装孔和若干个加载油缸柱塞孔，其中预紧弹簧安装孔与缸体的背向油缸盖板的一端贯通，加载油缸柱塞孔与缸体的两个端面贯通，所述环形油道与加载油缸柱塞孔连通；所述预紧弹簧安装孔内设置有预紧弹簧，加载油缸柱塞孔内设置有柱塞；
所述力测量机构包括传动压盖，设置在缸体的端部，在传动压盖靠近缸体的一端填设有承压环，所述预紧弹簧和柱塞的输出端均向承压环施加载荷，在传动压盖的内部还设置有若干个力传感器，力传感器的感应端与承压环的非受力端相接触。
所述油缸盖板远离缸体的一端上还开设有若干个与油道贯通的进油孔，在进油孔的进油端设置有排气螺钉。
所述加载油缸柱塞孔的外侧还并列设置有衬套和密封圈。
所述环形油道的外侧设置有第一O型圈，环形油道的内侧设置有第二O型圈。
所述油缸盖板与转轴之间还设置有轴封，轴封套设在转轴上并通过若干个沿转轴圆周方向均匀分布的沉头螺钉与油缸盖板固定连接。
所述轴封由两个并列设置的轴封片组成，两个轴封片通过若干个沿转轴圆周方向均匀设置的内六角螺钉固定连接。
所述油缸盖板与缸体之间采用两圈螺钉固定连接，设置在环形油道外侧且呈环状均匀分布的若干个为第一螺钉，设置在环形油道内侧且呈环状均匀分布的若干个为第二螺钉。
所述加载油缸柱塞孔和预紧弹簧孔的外侧还各设置有两个导向带，两个导向带沿轴向并列设置。
有益效果：
1、加载轴承预负荷加载采用多弹簧（八个）对加载轴承施加沿圆周方向均匀的预载荷，且可以根据加载轴承类型灵活更换不同的弹簧进行适配；
2、轴向随动加载采用多柱塞（八个）液压缸加载，加载精度高、加载响应速度快、平顺性好，能适应多种型号轴承型号试验要求；
3、可以输出弹簧和液压组合加载力，避免了液压加载系统的死区，能够提供大范围的加载力，满足不同试验件的需求；
4、采用多种方式进行连接密封，密封性能良好，能够有效避免在工作时液压油发生泄漏。
附图说明
图1是整体结构示意图；
图2是实施方式示意图。
附图标记：1、油缸盖板，2、缸体，3、柱塞，4、衬套，5、轴封，6、承压环，7、力传感器，8、弹簧，9、传动压盖，10、第一螺钉，11、第一O型圈，12、排气螺钉，13、第二O型圈，14、沉头螺钉，15、第二螺钉，16、密封圈，17、导向带，18、安装轴，19、加载轴承。
具体实施方式
下面根据附图具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种轴承轴向加载及力测量装置，套设在转轴外侧并设置在轴承座上，由加载机构和力测量机构组成，所述加载机构包括并列设置的油缸盖板1和缸体2，在油缸盖板1贴近缸体2的一端上挖设有环形油道，在缸体2内呈环状交替均匀设置若干个预紧弹簧安装孔和若干个加载油缸柱塞孔，其中预紧弹簧安装孔与缸体2的背向油缸盖板1的一端贯通，加载油缸柱塞孔与缸体2的两个端面贯通，所述环形油道与加载油缸柱塞孔连通；所述预紧弹簧安装孔内设置有预紧弹簧8，加载油缸柱塞孔内设置有柱塞3。预紧弹簧安装孔和加载油缸柱塞孔均设置有八个。
所述力测量机构包括传动压盖9，设置在缸体2的端部，在传动压盖9靠近缸体2的一端填设有承压环6，所述预紧弹簧8和柱塞3的输出端均向承压环6施加载荷，在传动压盖9的内部还设置有若干个力传感器7，力传感器7的感应端与承压环6的非受力端相接触。作为优选，力传感器7共有三个，轴向载荷的大小为三个力传感器7测量值之和。
所述油缸盖板1远离缸体2的一端上还开设有若干个与油道贯通的进油孔，在进油孔的进油端设置有排气螺钉12。排气螺钉12优选为M6排气螺钉。
所述加载油缸柱塞孔的外侧还并列设置有衬套4和密封圈16。密封圈16优选为16个R24密封圈。
所述环形油道的外侧设置有第一O型圈11，环形油道的内侧设置有第二O型圈13。第一O型圈11优选为365X5.3氟胶O型圈，第二O型圈13优选为280X5.3氟胶O型圈。
所述油缸盖板1与转轴之间还设置有轴封5，轴封5套设在转轴上并通过若干个沿转轴圆周方向均匀分布的沉头螺钉14与油缸盖板1固定连接。沉头螺钉14优选为6个M5X16沉头螺钉。
所述轴封5由两个并列设置的轴封片组成，两个轴封片通过若干个沿转轴圆周方向均匀设置的内六角螺钉固定连接。
所述油缸盖板1与缸体2之间采用两圈螺钉固定连接，设置在环形油道外侧且呈环状均匀分布的若干个为第一螺钉10，设置在环形油道内侧且呈环状均匀分布的若干个为第二螺钉15。第一螺钉10和第二螺钉15均为内六角螺钉，且各有12个。
所述加载油缸柱塞孔和预紧弹簧孔的外侧还各设置有两个导向带17，两个导向带17沿轴向并列设置。导向带17优选为G01导向带，共计32个。
如图2所示，在使用时，将加载轴承19套设在安装轴18的轴肩处，作为优选，加载轴承18为角接触轴承。所述轴向加载及力测量装置设置在加载轴承19的另一侧，且加载轴承19的外圈与传动压盖9固定连接。所述进油孔的进油端外接液压油管，完成装配。
在工作时，八个弹簧8向承压环6施加预紧力，调节加载轴承19的轴承刚度，使加载轴承19处于最佳的工作状态，根据加载轴承19型号的不同，可以选用不同的弹簧8来调节预紧力。随着加载轴承19的转速逐渐提高，其需要的轴向加载力也会逐渐增大，此时通过液压油管向注油孔内注油，进而环形油道充满液压油，在液压油的作用下，柱塞3向承压环6施加载荷，所述力传感器7实时采集柱塞3的加载力并传输至监测系统，因而可以随着加载轴承19工作转速的变化灵活调整对加载轴承19施加的轴向载荷，保证加载轴承19的轴承刚度始终与转子轴系转速相匹配。因为弹簧8和柱塞3都是沿圆周方向均匀分布的，因此对加载轴承19的载荷是均匀的，不会出现因为加载力不平衡导致加载轴承19的工作状态及使用寿命受到不良影响。

Claims (8)

1.一种轴承轴向加载及力测量装置，套设在转轴外侧并固定在轴承座上，由加载机构和力测量机构组成，其特征在于：所述加载机构包括并列设置的油缸盖板（1）和缸体（2），在油缸盖板（1）贴近缸体（2）的一端上挖设有断面为矩形的环形油道，在缸体（2）内呈环状交替均匀设置若干个预紧弹簧安装孔和若干个加载油缸柱塞孔，其中预紧弹簧安装孔与缸体（2）的背向油缸盖板（1）的一端贯通，加载油缸柱塞孔与缸体（2）的两个端面贯通，所述环形油道与加载油缸柱塞孔连通；所述预紧弹簧安装孔内设置有预紧弹簧（8），加载油缸柱塞孔内设置有柱塞（3）；
所述力测量机构包括传动压盖（9），设置在缸体（2）的端部，在传动压盖（9）靠近缸体（2）的一端嵌设有承压环（6），所述预紧弹簧（8）和柱塞（3）的输出端均向承压环（6）施加载荷，在传动压盖（9）的内部还沿圆周方向均匀设置有若干个力传感器（7），力传感器（7）的感应端与承压环（6）的非受力端相接触。
2.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述油缸盖板（1）远离缸体（2）的一端上还开设有若干个与油道贯通的进油孔，在进油孔的进油端设置有排气螺钉（12）。
3.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述加载油缸柱塞孔的外侧还并列设置有衬套（4）和密封圈（16）。
4.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述环形油道的外侧设置有第一O型圈（11），环形油道的内侧设置有第二O型圈（13）。
5.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述油缸盖板（1）与转轴之间还设置有轴封（5），轴封（5）套设在转轴上并通过若干个沿转轴圆周方向均匀分布的沉头螺钉（14）与油缸盖板（1）固定连接。
6.如权利要求5所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述轴封（5）由两个并列设置的轴封片组成，两个轴封片通过若干个沿转轴圆周方向均匀设置的内六角螺钉固定连接。
7.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述油缸盖板（1）与缸体（2）之间采用两圈螺钉固定连接，设置在环形油道外侧且呈环状均匀分布的若干个为第一螺钉（10），设置在环形油道内侧且呈环状均匀分布的若干个为第二螺钉（15）。
8.如权利要求1所述的一种轴承轴向加载及力测量装置，其特征在于：所述加载油缸柱塞孔和预紧弹簧孔的外侧还各设置有两个导向带（17），两个导向带（17）沿轴向并列设置。
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弹性预紧轴承组件预紧力测试台的研制及试验;李荣等;《组合机床与自动化加工技术》(第09期);全文 *

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