CN109612616B - 一种角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，包括装置底座、主轴和用于驱动主轴转动的主轴驱动装置，所述装置底座上固定有轴承安装座，轴承安装座具有供待测试角接触向心轴承安装的内孔，内孔的一端设有用于与面对面组合的成对角接触向心轴承的相应端外圈挡止配合的外圈挡止结构，装置底座上于内孔的另一端设有用于对角接触向心轴承的另一端外圈进行加载的轴向加载装置，所述主轴上设有用于夹设在成对的两个角接触向心轴承的内圈之间以与内圈固定的轴肩，所述主轴驱动装置与主轴之间设有扭矩传感器。通过调整轴向加载装置能够实时调节对角接触向心轴承的外圈的轴向加载力。

Description

一种角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置
技术领域
本发明具体涉及一种角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置。
背景技术
角接触向心轴承是分离型轴承，在使用时一般采用背对背或者面对面的成对安装方式。轴承的摩擦力矩是反映轴承性能的重要参数之一，然而目前轴承摩擦力矩测试设备在轴承领域内尚未普及，只有在主机厂家有技术要求时才会对轴承的摩擦力矩进行测试，而传统的角接触向心轴承摩擦力矩测量仪的测试条件与实际工况往往有所出入，不便于以某一工况下的轴承摩擦力矩性能为优化目标，进行角接触向心轴承的选择及优化。而且现有的轴承摩擦力矩的测量方式通常是对单套轴承进行测试，没有合适的测量设备测量成对角接触向心轴承在实际工况下的精确摩擦力矩。
授权公告日为2009.4.15、授权公告号为CN100478663C的中国发明专利公开了一种测量轴承摩擦力矩的测试装置，该测试装置包括过盈配合的传动轴与内轴，传动轴通过联轴器与电机传动连接，被测轴承放置在由内轴和外壳构成的凹槽内，凹槽的槽口内侧设有密封盖，密封盖通过螺钉固定在内轴上，密封盖和内轴之间设置有对轴承施加预载力的垫片，外壳的底部通过传力销钉与悬臂梁连接，悬臂梁上设有用于测量悬臂梁的应变的应力应变传感器，被测轴承的内圈、内挡圈与内轴连接，被测轴承的外圈、外挡圈与外壳连接。测试时，内轴、被测轴承的内圈、内挡圈和密封盖构成一个整体随传动轴一起做旋转运动，称之为旋转部件，外壳、被测轴承的外圈、外挡圈和压盖构成一个整体保持相对静止，称之为静止部件，通过测量悬臂梁的应变检测轴承的摩擦力矩。
上述测试装置是通过设置垫片对轴承进行加载，轴承预载力的大小取决于垫片的厚度，使用时，只能通过改变垫片的厚度调整轴向加载力，无法实现轴承的轴向加载力的实时调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，以解决现有技术中的轴承摩擦力矩测试装置无法实现轴承的轴向加载力的实时调节的技术问题。
为实现上述目的，本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置采用如下技术方案：
角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，包括装置底座、主轴和用于驱动主轴转动的主轴驱动装置，所述装置底座上固定有轴承安装座，轴承安装座具有供待测试角接触向心轴承安装的内孔，内孔的一端设有用于与面对面组合的成对角接触向心轴承的相应端外圈挡止配合的外圈挡止结构，装置底座上于内孔的另一端设有用于对成对角接触向心轴承的另一端外圈进行加载的轴向加载装置，所述主轴上设有用于夹设在成对的两个角接触向心轴承的内圈之间以与内圈固定的轴肩，所述主轴驱动装置与主轴之间设有扭矩传感器。
有益效果：本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置在使用时，待测试角接触向心轴承的内圈与主轴固定，随主轴一起转动，通过轴向加载装置对角接触向心轴承外圈施加轴向加载力，扭矩传感器受到扭力后能够自动测量成对角接触向心轴承在相应轴向加载力下的摩擦力矩，通过控制轴向加载装置能够实时调节对角接触向心轴承的外圈的轴向加载力，将轴向加载力逐渐地增加至与角接触向心轴承的实际工况承受的轴向载荷相同；而且，轴承安装座固定在装置底座上，轴承安装座能够对成对角接触向心轴承的一端进行挡止，成对角接触向心轴承的另一端通过轴向加载装置限制，即成对角接触向心轴承在轴向上已经实现了定位，在此基础上，主轴上设有支撑在对角接触向心轴承的两个内圈之间的轴肩，所以，通过成对的角接触向心轴承即可实现主轴的自动固定，无需设置两个以上的转动支撑座对主轴进行支撑，结构更加简单，能够保证测量精度。
进一步地，轴向加载装置包括活动装配在轴承安装座的内孔中的活塞和用于推动活塞朝向成对角接触向心轴承动作的活塞驱动装置。
有益效果：使用活塞作为直接与角接触向心轴承的外圈的结构能够降低对待测轴承的损伤。
进一步地，所述活塞驱动装置包括加载油缸和用于控制加载油缸的加载力的控制装置。
有益效果：通过控制装置能够准确控制加载油缸的加载力，进而能够准确控制成对角接触向心轴承的轴向加载力，方便测试。
进一步地，所述控制装置包括手动液压泵和与手动液压泵的输出口连接的压力表。
有益效果：当需要对成对角接触向心轴承进行加载时，直接使用手动操作手动液压泵进行加压操作即可，方便使用，而且还能够通过压力表实时观察到手动液压泵的压力值，当压力过大时停止增压动作即可，避免手动液压泵压力过大时影响正常测试，保证测试过程的正常进行。
进一步地，所述活塞背向加载油缸的一侧设有用于避让主轴的凹部。
有益效果：避免活塞与主轴干涉而影响主轴的正常转动，保证测量精度。
进一步地，所述装置底座上固定有传感器底座，所述扭矩传感器设置在传感器底座上，扭矩传感器的两端分别通过联轴器与主轴驱动装置和主轴传动连接。
有益效果：将扭矩传感器固定在传感器底座上，能够保证扭矩传感器的稳定性，保证扭矩传感器所测量的数据的准确度。
附图说明
图1为本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置的一个实施例的结构示意图。
图中：1、装置底座；2、轴承安装座；3、内孔；4、圆锥滚子轴承；5、内圈；6、外圈；7、主轴；8、挡沿；9、轴肩；10、电机；11、联轴器；12、传感器底座；13、扭矩传感器；14、活塞；15、凹部；16、加载油缸；17、压力表；18、手动液压泵。
具体实施方式
本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置的一个具体实施例，如图1所示，该角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置包括装置底座1、主轴7和用于驱动主轴7转动的电机10，电机10安装在装置底座1上。装置底座1上固定有轴承安装座2，轴承安装座2具有供待测试的角接触向心轴承安装的内孔3。本实施例中，待测试的角接触向心轴承为圆锥滚子轴承4，其他实施例中，本发明的测量装置也可以对其他类型的角接触向心轴承进行测量，例如，可以对角接触球轴承的摩擦力矩进行测量。
圆锥滚子轴承4以面对面的方式安装在轴承安装座2的内孔3中，内孔3的左端设有用于与成对圆锥滚子轴承4的左端外圈6挡止配合的挡沿8，装置底座1上设有对成对圆锥滚子轴承4的右端外圈6进行加载的轴向加载装置，主轴7上设有用于夹设在成对的两个圆锥滚子轴承4的内圈5之间以与内圈5固定的轴肩9。
轴向加载装置包括活动装配在轴承安装座2的内孔3中的活塞14和用于推动活塞14朝向成对圆锥滚子轴承4动作的驱动装置，活塞14的左侧设有用于避让主轴7的凹部15，驱动装置包括加载油缸16和用于控制加载油缸16的加载力的控制装置，控制装置包括手动液压泵18和与手动液压泵18的输出口连接的压力表17，通过压力表17能够实时观察手动液压泵18的压力，方便操作人员控制手动液压泵18的压力大小。
装置底座1上设有传感器底座12，传感器底座12位于轴承安装座2和电机10之间，传感器底座12上设置有扭矩传感器13，扭矩传感器13的两端分别通过联轴器11与电机10和主轴7传动连接。
本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置在使用时，待测试的圆锥滚子轴承4的内圈5随主轴7一起转动，通过手动液压泵18对加载油缸16对成对圆锥滚子轴承4的右端外圈6施加轴向加载力，扭矩传感器13受到扭力后能够自动测量成对圆锥滚子轴承4的摩擦力矩，通过加载油缸16能够实时调整对圆锥滚子轴承4轴向加载力，将轴向加载力逐渐地增加至与圆锥滚子轴承4的实际工况承受的轴向载荷相同。
而且，轴承安装座2固定在装置底座1上，轴承安装座2通过挡沿8能够对圆锥滚子轴承4的左端进行挡止，圆锥滚子轴承4的右端被活塞14限制，所以，成对圆锥滚子轴承4在轴向上已经实现了定位，在此基础上，主轴7上设有支撑在两个圆锥滚子轴承4之间的轴肩9，因此，通过成对的圆锥滚子轴承4即可实现主轴7的自动固定，无需设置两个以上的转动支撑座对主轴7进行支撑固定，结构更加简单，能够保证测量精度。
本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置其他实施例中，轴向加载装置的驱动装置也可以替换为其他形式，例如电动推杆或者气压缸。
本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置其他实施例中，活塞也可以替换为其他形式，例如固定在驱动装置的输出端的加载盘，加载盘的盘面上设有沿周向均布的顶压凸起，使用时，顶压凸起顶推在成对角接触向心轴承的右端外圈上，对成对角接触向心轴承施加轴向加载力。
本发明的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置其他实施例中，轴向加载装置也可以设置在轴承安装座的左侧，此时轴承安装座的右端设置有挡沿。

Claims (3)

1.角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，包括装置底座、主轴和用于驱动主轴转动的主轴驱动装置，其特征在于：所述装置底座上固定有轴承安装座，轴承安装座具有供待测试角接触向心轴承安装的内孔，内孔的一端设有用于与面对面组合的成对角接触向心轴承的相应端外圈挡止配合的挡沿，装置底座上于内孔的另一端设有用于对成对角接触向心轴承的另一端外圈进行加载的轴向加载装置，轴向加载装置包括活动装配在轴承安装座的内孔中的活塞和用于推动活塞朝向成对角接触向心轴承动作的活塞驱动装置，所述活塞驱动装置包括加载油缸和用于控制加载油缸的加载力的控制装置，所述活塞背向加载油缸的一侧设有用于避让主轴的凹部，所述主轴上设有用于夹设在成对的两个角接触向心轴承的内圈之间以与内圈固定的轴肩，所述主轴驱动装置与主轴之间设有扭矩传感器；使用时，待测试角接触向心轴承的内圈与主轴固定，随主轴一起转动，轴承安装座通过挡沿对待测试的角接触向心轴承的左端进行挡止，待测试的角接触向心轴承的右端被活塞限制，成对待测试的角接触向心轴承在轴向上实现定位。
2.根据权利要求1所述的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述控制装置包括手动液压泵和与手动液压泵的输出口连接的压力表。
3.根据权利要求1或2所述的角接触向心轴承的摩擦力矩测量装置，其特征在于：所述装置底座上固定有传感器底座，所述扭矩传感器设置在传感器底座上，扭矩传感器的两端分别通过联轴器与主轴驱动装置和主轴传动连接。
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