CN108801639A - 轴承试验工装及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承试验工装及系统，该轴承测试工装包括驱动组件和加载组件；其中，所述驱动组件包括驱动轴和套接在所述驱动轴上的驱动斜齿轮；所述加载组件包括加载轴和套接在所述加载轴上的加载斜齿轮；所述驱动斜齿轮与所述加载斜齿轮啮合；待测试轴承套接在所述加载轴上。

Description

轴承试验工装及系统

技术领域

本发明涉及轴承测试领域，具体而言，涉及一种轴承试验工装及系统。

背景技术

减速机主轴承损坏是混凝土搅拌车最常见的故障之一，主轴承损坏将导致搅拌桶无法继续工作，若不能及时清除搅拌桶内的混凝土而导致混凝土凝固在搅拌桶内，最终造成不可挽回的损失。

主轴承损坏主要有以下两方面原因：一方面，减速机主轴承和后方的两个拖轮支撑整个搅拌桶和搅拌桶内混凝土的总重量，其中约80％的载荷由减速机主轴承承担，主轴承既需要承受径向载荷，同时还需要承受轴向载荷；另一方面，搅拌桶的工作转速很低，一般不大于8转/分，低转速导致轴承滚动体和滚道之间的润滑不良。

目前，针对主轴承的试验尚不完善，试验主要分为两类：第一类是整车路试试验，路试结束后对减速机轴承进行拆解检测，该试验方法成本高、周期长，且当轴承出现故障时，很难在第一时间发现故障而致使二次故障产生，最终导致后续无法找出故障根源；第二类是轴承厂家进行轴承加载试验，但目前仅能加载径向载荷，而无法加载轴向载荷，实际上，轴承工作过程时同时承受径向载荷和轴向载荷，因此第二类测试导致试验载荷和实际工况相去甚远，导致测试偏差大。

综上，现有轴承测试方法存在成本高、周期长和测试偏差大的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种轴承测试工装，旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明提供一种轴承测试工装，该轴承测试工装包括驱动组件和加载组件；其中，

所述驱动组件包括驱动轴和套接在所述驱动轴上的驱动斜齿轮；

所述加载组件包括加载轴和套接在所述加载轴上的加载斜齿轮；

所述驱动斜齿轮与所述加载斜齿轮啮合；

待测试轴承套接在所述加载轴上。

进一步地，所述加载斜齿轮的螺旋角与所述加载斜齿轮的实际轴向载荷和实际径向载荷满足以下公式：

Fa/Fr＝2.75×sinβ

其中，所述加载斜齿轮的实际轴向载荷为Fa，所述加载斜齿轮的实际径向载荷为Fr，所述加载斜齿轮的螺旋角为β。

进一步地，所述加载组件还包括加载动力组件；

待测试轴承和所述加载动力组件沿所述加载轴的轴向分别设置在所述加载斜齿轮的两侧。

进一步地，所述加载动力组件包括增速机和加载电机；

所述加载轴、所述增速机和所述加载电机依次动力连接。

进一步地，所述驱动组件包括驱动电机和联轴器；

所述驱动电机、所述联轴器和所述驱动轴依次动力连接。

进一步地，所述加载轴为阶梯轴；

还包括支撑在所述加载轴上的的支撑轴承，待测试轴承和所述支撑轴承分别设置在所述加载斜齿轮的两侧；并且，

所述支撑轴承靠近所述加载斜齿轮的一端与所述加载轴的台阶处卡接。

进一步地，所述驱动轴与所述驱动斜齿轮为一体成型结构。

进一步地，所述加载斜齿轮与所述加载轴通过键连接。

本发明提供的轴承测试工装包括驱动组件和加载组件；其中，驱动组件包括驱动轴和套接在驱动轴上的驱动斜齿轮，加载组件包括加载轴和套接在加载轴上的加载斜齿轮，驱动斜齿轮与加载斜齿轮啮合，待测试轴承套接在加载轴上。

应用时，将待测试轴承套接在加载轴上，通过驱动组件的驱动轴驱动驱动斜齿轮转动，驱动斜齿轮带动加载斜齿轮转动，加载斜齿轮带动加载轴转动，如此，加载组件为轴承提供载荷。由于驱动斜齿轮和加载斜齿轮啮合且均具有螺旋角，按照物理力学原理，斜齿轮提供的载荷可分解为轴向载荷、径向载荷和周向载荷，其中，全部轴向载荷和部分径向载荷均由待测试轴承承受，可测得待测试轴承的径向载荷和轴向载荷，测试结果与轴承的实际工况偏差小，其可靠性高。

另外，该测试工装还具有其他优势：其结构简单、占用空间小；便于操作且易拆装；试验成本低；可通过更换驱动斜齿轮和加载斜齿轮对不同的待测试轴承进行测试，其适用范围广。

本发明的另一目的还在于提供一种轴承测试系统，该轴承测试系统包括如上所述的轴承测试工装。

进一步地，所述轴承测试工装的加载组件还包括加载动力组件；

待测试轴承和所述加载动力组件沿所述加载轴的轴向分别设置在所述加载斜齿轮的两侧；

还包括控制装置；所述控制装置连接在所述轴承测试工装的驱动组件和加载动力组件之间以实现闭环控制。

本发明提供的轴承测试系统相比于现有技术的有益效果，同于本发明提供的轴承测试工装相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的轴承测试工装的结构示意图；

图2是本发明实施方式提供的轴承测试工装的斜齿轮的受力分析图。

图标：

10-驱动组件； 20-加载组件；

30-待测试轴承； 40-支撑轴承；

101-驱动电机； 102-联轴器；

103-驱动轴； 104-驱动斜齿轮；

201-加载斜齿轮； 202-加载轴；

203-增速机； 204-加载电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施方式提供的轴承测试工装的结构示意图；图2是本发明实施方式提供的轴承测试工装的斜齿轮的受力分析图。

参照图1和图2所示，本实施例提供的轴承测试工装包括驱动组件10和加载组件20；其中，驱动组件10用于提供测试所用的驱动力，加载组件20用于提供测试所用的载荷。

其中，驱动组件10包括驱动轴103和套接在驱动轴103上的驱动斜齿轮104；加载组件20包括加载轴202和套接在加载轴202上的加载斜齿轮203；驱动斜齿轮104与加载斜齿轮201啮合；待测试轴承30套接在加载轴202上。

应用时，将待测试轴承30套接在加载轴202上，通过驱动组件10的驱动轴103驱动驱动斜齿轮104转动，驱动斜齿轮104带动加载斜齿轮201转动，加载斜齿轮201带动加载轴202转动，如此，加载组件20为轴承提供载荷。

参照图2所示，由于驱动斜齿轮104和加载斜齿轮201啮合且均具有螺旋角，按照物理力学原理，斜齿轮提供的载荷可分解为轴向载荷Fa、径向载荷Fr和周向载荷Ft，其中，全部轴向载荷Fa和部分径向载荷Fr均由待测试轴承30承受，可测得待测试轴承30的径向载荷和轴向载荷，测试结果与轴承的实际工况偏差小，其可靠性高。

具体地，本实施例中，加载斜齿轮的螺旋角与加载斜齿轮的实际轴向载荷和实际径向载荷满足以下公式：

Fa/Fr＝2.75×sinβ

其中，加载斜齿轮的实际轴向载荷为Fa，加载斜齿轮的实际径向载荷为Fr，加载斜齿轮的螺旋角为β。

实际测试时，根据加载斜齿轮的实际工况获得其实际轴向载荷和实际径向载荷的比例关系Fa/Fr；由于驱动斜齿轮和加载斜齿轮传递载荷时产生的轴向载荷Fa和径向载荷Fr存在如下关系：Fa/Fr＝2.75×sinβ，因此可计算得到满足Fa/Fr条件的斜齿轮螺旋角β，通过驱动组件控制轴承的转速，通过加载组件控制加载力的大小。

本实施例中，加载轴202为阶梯轴；还包括支撑在加载轴202上的的支撑轴承40，待测试轴承30和支撑轴承40分别设置在加载斜齿轮201的两侧；并且，支撑轴承40靠近加载斜齿轮201的一端与加载轴202的台阶处卡接，如此，加载斜齿轮的轴向载荷即待测试轴承的轴向载荷，加载斜齿轮的径向载荷由待测试轴承和支撑轴承分别承担，亦即，待测试轴承承担部分径向载荷。

其中，加载组件20还包括加载动力组件，待测试轴承30和加载动力组件沿加载轴202的轴向分别设置在加载斜齿轮201的两侧。

其中，沿加载轴202的轴向，设置两个轴承用于支撑该加载轴202，加载斜齿轮21设置在该两个轴承之间，当加载轴22的一侧设置加载动力组件时，将远离加载动力组件的其中一个轴承选择为上述待测试轴承30。

其中，加载动力组件包括增速机203和加载电机204，加载轴202、增速机203和加载电机204依次动力连接，加载斜齿轮201通过加载轴202将能量传递至加载轴202的输出端，该输出端连接增速机203，增速机203以高速低扭将能量输出至末端的加载电机204，如此实现闭环控制。

其中，驱动组件10包括驱动电机101和联轴器102，驱动电机101、联轴器102和驱动轴103依次动力连接，驱动电机101通过联轴器102驱动驱动轴103转动，驱动轴103驱动驱动斜齿轮104转动，驱动斜齿轮104通过啮合驱动加载斜齿轮201转动。

其中，上述驱动电机101和加载电机204均与控制装置连接，整个测试工装的动力链实现闭环控制。

本实施例中，加载斜齿轮的直径大于驱动斜齿轮的直径，以实现减速增扭的目的。

其他实施例中，加载斜齿轮和驱动斜齿轮的直径大小或比例可根据实际的待测试轴承的要求进行具体设定。

优选地，驱动轴103与驱动斜齿轮104为一体成型结构，亦即整体为斜齿轮轴，以此使得整个工装的结构更加简单化，有驱动电机至驱动斜齿轮的传动更加稳定化。

优选地，加载斜齿轮201与加载轴202通过键连接，其具有结构简单、拆装方便及对中性好等优点。

该测试工装还具有其他优势：整个工装结构简单、占用空间小；便于操作且易拆装；试验成本低；可通过更换驱动斜齿轮和加载斜齿轮对不同的待测试轴承进行测试，其适用范围广。

本发明实施例的另一目的还在于提供一种轴承测试系统，该轴承测试系统包括如上的轴承测试工装。

本实施例中，轴承测试工装的加载组件还包括加载动力组件，并且，待测试轴承和加载动力组件沿加载轴的轴向分别设置在加载斜齿轮的两侧。

上述系统还包括控制装置，控制装置连接在轴承测试工装的驱动组件和加载动力组件之间以实现闭环控制。

本发明实施例提供的轴承测试系统相比于现有技术的有益效果，同于本发明提供的轴承测试工装实施例相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承测试工装，其特征在于：包括驱动组件(10)和加载组件(20)；其中，

所述驱动组件(10)包括驱动轴(103)和套接在所述驱动轴(103)上的驱动斜齿轮(104)；

所述加载组件(20)包括加载轴(202)和套接在所述加载轴(202)上的加载斜齿轮(201)；

所述驱动斜齿轮(104)与所述加载斜齿轮(201)啮合；

待测试轴承(30)套接在所述加载轴(202)上。

2.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：

所述加载斜齿轮(201)的螺旋角与所述加载斜齿轮(201)的实际轴向载荷和实际径向载荷满足以下公式：

Fa/Fr＝2.75×sinβ

其中，所述加载斜齿轮(201)的实际轴向载荷为Fa，所述加载斜齿轮(201)的实际径向载荷为Fr，所述加载斜齿轮(201)的螺旋角为β。

3.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：所述加载组件(20)还包括加载动力组件；

待测试轴承(30)和所述加载动力组件沿所述加载轴(202)的轴向分别设置在所述加载斜齿轮(201)的两侧。

4.根据权利要求3所述的轴承测试工装，其特征在于：所述加载动力组件包括增速机(203)和加载电机(204)；

所述加载轴(202)、所述增速机(203)和所述加载电机(204)依次动力连接。

5.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：所述驱动组件(10)包括驱动电机(101)和联轴器(102)；

所述驱动电机(101)、所述联轴器(102)和所述驱动轴(103)依次动力连接。

6.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：

所述加载轴(202)为阶梯轴；

还包括支撑在所述加载轴(202)上的的支撑轴承(40)，待测试轴承(30)和所述支撑轴承(40)分别设置在所述加载斜齿轮(201)的两侧；并且，

所述支撑轴承(40)靠近所述加载斜齿轮(201)的一端与所述加载轴(202)的台阶处卡接。

7.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：所述驱动轴(103)与所述驱动斜齿轮(104)为一体成型结构。

8.根据权利要求1所述的轴承测试工装，其特征在于：所述加载斜齿轮(201)与所述加载轴(202)通过键连接。

9.一种轴承测试系统，其特征在于：包括如权利要求1-8中任一项所述的轴承测试工装。

10.根据权利要求9所述的轴承测试系统，其特征在于：所述轴承测试工装的加载组件(20)还包括加载动力组件；

待测试轴承(30)和所述加载动力组件沿所述加载轴(202)的轴向分别设置在所述加载斜齿轮(201)的两侧；

还包括控制装置；所述控制装置连接在所述轴承测试工装的驱动组件(10)和加载动力组件之间以实现闭环控制。