CN109781408B - 滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 - Google Patents
滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109781408B CN109781408B CN201910085362.8A CN201910085362A CN109781408B CN 109781408 B CN109781408 B CN 109781408B CN 201910085362 A CN201910085362 A CN 201910085362A CN 109781408 B CN109781408 B CN 109781408B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- retainer
- ring
- bearing
- eddy current
- axial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 42
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 26
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明属于滚动轴承测试试验技术领域，具体涉及滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置。该装置包括滚动轴承保持架动态参数测试装置、传感器测试系统、驱动装置、径向加载装置、轴向加载装置、轴承箱，实现滚动轴承保持架在一定复合载荷和转速下的实验测试；滚动轴承保持架动态参数测试装置，包括光纤光栅传感器、光纤光栅信号传输装置、测试与补偿环、电涡流传感器、待测轴承。本发明实现结构空间受限条件下的滚动轴承保持架应变、温度多测点分布式同步测试，用于研究多自由度、多点应变和温度间的关联关系；采用光纤光栅传感具有一线多点和灵敏度高、体积小优点，采用光滑环和特殊传输支架实现传感器信号传输，减小对保持架测试结果的影响。
Description
技术领域
本发明属于滚动轴承测试试验技术领域，具体涉及滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置。
背景技术
滚动轴承是重大装备的重要基础零部件，其性能与寿命直接影响装备的工作性能、可靠性和安全性。滚动轴承通常由外圈、内圈、钢球和保持架四个部分构成。保持架是其核心零件，起到圆周方向均匀隔开钢球，引导钢球轮流承受载荷作用。在轴承运行过程中，保持架存在空间运动、接触受力、摩擦生热；而且其运动、应力应变、温度特性相互影响、相互耦合，且随着转速、载荷、润滑以及保持架结构而发生变化，关联关系极其复杂，而获得轴承保持架应变场(多点应变)、温度场(多点温度)和运动(多自由度)等多物理场参数，弄清动态应变、运动特性以及温度之间的内在关联关系，对于改善保持架受力、温升乃至提高轴承寿命起着至关重要的作用。
国内外学者高度重视轴承保持架测试试验研究，以获得保持架真实原位数据，集中在运动、应变、温度等方面。运动方面主要采用电涡流传感器(角接触球轴承保持架动态性能试验装置(201210336882.X)、一种测试滚动轴承保持架涡动的磁阻传感器(201420538645.6))和激光位移传感器(一种基于误差分离技术的轴承保持架运动轨迹测试方法(201510429931.8)和配对轴承差动保持架动态特性试验装置(201710040221.5))。保持架应变测试方面则多是采用应变片并结合电滑环传输信号，温度方面采用热电偶或红外传感器测试。由于保持架结构空间限制以及转速与内外圈的差异，使保持架测试传感器布置及旋转态信号传输存在很大难度，导致现有保持架温度测试多为单点、应变采用多应变传感器(SKF、TIMKEN)进行多点测试，但需要多通道电滑环传输，导致其体积和质量大，增加保持架附加质量。实际过程中，保持架除了与多个滚动体接触外，还与引导套圈存在摩擦与接触，保持架与各个滚动体、引导套圈处的应变、温度均存在着差异，单一温度和应变测试不能反映保持架特性。
因此，目前滚动轴承保持架测试方法多是单独运动、应变或温度等参数的单独测试，不能实现保持架多物理场参数的同步测试，难以获得多自由度运动、多点应变和温度的同步数据，导致复杂运动条件下的保持架运动、应变、温度间关联关系不明确，因此迫切一种能够实现轴承保持架多自由度运动、多测点应变和温度多物理场动态参数同步测试方法和实验装置。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中上述不足，提出一种滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，实现滚动轴承保持架多自由度运动、多测点应变和温度的多物理场参数测试，提出保持架结构受限条件下传感器布置和旋转态传输附加质量补偿方式，避免附加传输装置的影响，保证保持架参数测试精度。
为了达到上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，包括滚动轴承保持架动态参数测试装置1、传感器测试系统、驱动装置3、径向加载装置4、轴向加载装置5和轴承箱6，实现滚动轴承保持架在一定复合载荷和转速下的实验测试；
所述滚动轴承保持架动态参数测试装置1，包括光纤光栅传感器11、光纤光栅信号传输装置12、测试与补偿环13、电涡流传感器14和待测轴承15；
所述待测轴承15为滚动轴承；所述光纤光栅传感器11布置在待测轴承15保持架的兜孔周围和引导面上，用于测量应变和温度信息，包括应变测点111、温度测点112和光纤信号线一113；在兜孔周围的测点中，保持架表面不粘贴的光纤光栅传感器11作为温度测点112，用于测量兜孔温度，其余的光纤光栅传感器11通过粘贴方式贴附在兜孔周围，作为应变测点111；保持架引导面上采用同样的布置方式，光纤光栅传感器11在保持架引导面上，构成多个应变测点111和温度测点112，测点位置避开与保持架套圈接触区域，避免接触、摩擦导致传感器失效或光纤断裂；所述光纤信号线一113用于连接应变测点111和温度测点112，实现信号的传输；
所述光纤光栅信号传输装置12用于实现旋转态下保持架信号的传输，包括光纤信号线二121、传输支架122和光滑环123；所述光纤信号线二121和光纤信号线一113为一根线；所述传输支架122用于固定光纤信号线二121和安装光滑环123，使其随着保持架旋转；所述传输支架122为3D打印超轻材料，设有偶数对称式独立连接架1222；所述连接架1222为爪型结构，其前端面为连接端面1221，采用粘贴方式与保持架侧面固定连接；多个连接架1222另一端由一圆轴1223汇聚；所述的圆轴1223设有中孔1224，用于光滑环123旋转端的安装，并采用顶丝或过盈配合固定；所述中孔1224内部采用粘贴方式固定光纤信号线二121；所述光滑环123包括旋转端和静止端，用于待测轴承15保持架旋转态信号与静止采集器信号传输；
所述测试与补偿环13为钢制材料，一方面用于补偿光纤光栅传输装置增加保持架附加质量，减小与真实工作状态差异导致的测试误差，另一方面用于与保持架相连，测试保持架运动，使电涡流传感器14产生电磁感应信号；测试与补偿环13由两个内径不同的圆环一131和圆环二132构成，圆环一131内径与保持架直径相配合，圆环一131端面采用粘贴方式与保持架侧面固定连接，圆环二132内径小于圆环一131内径；通过圆环一131和圆环二132组合补偿光纤光栅信号传输装置12的附加质量和转动惯量，即
mb＝mg，Ib＝Ig
式中，mb和Ib为测试与补偿环13的附加质量和转动惯量；mg和Ig为光纤光栅信号传输装置12的附加质量和转动惯量；
所述电涡流传感器14用于测试保持架运动参数，包括径向电涡流传感器141和轴向电涡流传感器142；所述径向电涡流传感器141和轴向电涡流传感器142均为多个；所述径向电涡流传感器141布置于测试与补偿环13圆周上，与待测轴承15回转中心垂直；所述轴向电涡流传感器142布置于测试与补偿环13端面，与待测轴承15回转中心平行；
所述传感器测试系统用于采集保持架运动、应变及温度信号，包括采集器21和计算机22；保持架运动参数通过电涡流传感器14直接输入到采集器21中，保持架温度、应变信号采用光纤光栅传感器11测试并通过光滑环123输入到采集器21中，计算机22用于显示和存贮采集器21采集的信号；
所述滚动轴承保持架动态参数测试装置1左端与驱动装置3连接，置于轴承箱6内，所述驱动装置3用于驱动待测轴承15旋转；所述径向加载装置4安装在滚动轴承保持架动态参数测试装置1上方，用于给待测轴承15施加径向载荷，包括径向加载螺栓41和径向力传感器42，径向加载螺栓41从轴承箱6上端穿入，与径向力传感器42螺纹连接；所述轴向加载装置5安装在滚动轴承保持架动态参数测试装置1右侧，用于给待测轴承15施加轴向载荷，包括轴向加载螺栓51和轴向力传感器52，轴向加载螺栓51从轴承箱6右侧穿入，与轴向力传感器52螺纹连接；所述径向加载螺栓41、轴向加载螺栓51用于施加载荷，径向力传感器42、轴向力传感器52用于测量力的大小；
所述轴承箱6内设有轴承座61、轴承端盖62、轴向加载端盖63和光滑环夹持杆64；所述轴承座61设有圆孔611、螺纹孔一612和凹槽613；所述圆孔611用于安装待测轴承15；所述螺纹孔一612与径向电涡流传感器141螺纹连接，螺纹孔一612数量与径向电涡流传感器141数量相同；所述凹槽613用于避开电涡流传感器14探头，避免影响测试结果；
所述轴承端盖62设有圆环621，用于压紧和固定轴承外圈轴向位置；圆环621上设有矩形凹槽622，用于径向电涡流传感器141穿过圆环621靠近测试与补偿环13，测试保持架的径向运动；轴承端盖62端面设有螺纹孔二623，螺纹孔二623的中心线与圆环621的中心线平行，与轴向电涡流传感器142螺纹连接，测试保持架的轴向运动，且螺纹孔二623数量与轴向电涡流传感器142数量相同；
所述轴向加载端盖63为梯形圆环结构，上部设有方孔631用于光纤信号线二121的穿过；下部设有圆孔632用于光滑环夹持杆64的穿过和固定；所述光滑环夹持杆64用于支撑固定光滑环123的静止端，避免静止端的转动。
所述径向电涡流传感器141共两个，呈90°垂直布置，测试结果分别为保持架沿y方向的运动yc和保持架沿z方向的运动zc；所述轴向电涡流传感器142共四个，且四个轴向电涡流传感器142呈90°均匀分布；
则保持架轴向运动为
则保持架绕y、z轴偏转运动为
式中，x1、x2、x3、x4分别为4个轴向电涡流传感器142测量值。
所述应变测点111在兜孔上沿保持架旋转方向的前侧和后侧各布置一个，用于获得保持架兜孔前后处的接触受力信息。
所述独立连接架1222为四个或六个。
本发明的有益效果：
(1)本发明提出滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置实现结构空间受限条件下的滚动轴承保持架应变、温度多测点分布式同步测试，用于研究多自由度、多点应变和温度间内在的关联关系；(2)本发明所采用光纤光栅传感具有一线多点和灵敏度高、体积小优点，并采用光滑环和特殊传输支架实现传感器信号传输，对保持架的附加影响小，减小对保持架测试结果的影响；(3)本发明提出的测试与补偿环，一方面用于旋转态传输附加质量补偿，减小附件质量对测试结果影响，测试结果更加准确；另一方面可以用于测试各种材料形式的保持架运动，避免电涡流传感器对非金属材料保持架的使用限制。
附图说明
图1是本发明滚动轴承保持架多物理场动态参数测试实施例的总体示意图；
图2是本发明滚动轴承保持架多物理场动态参数测试实施例的剖视示意图；
图3(a)是本发明光纤光栅传感器布置图；
图3(b)是本发明光纤光栅传感器布置的局部放大图；
图4(a)是本发明光纤光栅传感器信号传输装置结构示意图；
图4(b)是本发明光纤光栅传感器信号传输支架结构示意图；
图5是本发明测试与补偿环结构示意图；
图6是本发明保持架运动测试传感器布置示意图；
图7是本发明传感测试系统结构框图；
图8是本发明滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置结构示意图；
图9是本发明轴承座的结构示意图；
图10是本发明轴承端盖的结构示意图；
图11是本发明加载端盖的结构示意图。
图中：1滚动轴承保持架动态参数测试装置；11光纤光栅传感器；12光纤光栅信号传输装置；13测试与补偿环；14电涡流传感器；15待测轴承；111应变测点；112温度测点；113光纤信号线一；121光纤信号线二；122传输支架；123光滑环；1221连接端面；1222连接架；1223圆轴；1224中孔；131圆环一；132圆环二；141径向电涡流传感器；142轴向电涡流传感器；21采集器；22计算机；3驱动装置；4径向加载装置；41径向加载螺栓；42径向力传感器；5轴向加载装轴置；51轴向加载螺栓；52轴向力传感器；6轴承箱；61轴承座；62轴承端盖；63加载端盖；611圆孔；612螺纹孔一；613凹槽；621圆环，622矩形凹槽；623螺纹孔二；631方孔；632圆孔；64光滑环夹持杆。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件、具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本示例以内圈引导型的球轴承以为例说明，但不局限轴承的类型、保持架兜孔和引导方式的类型。
如图8所示，一种滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，包括滚动轴承保持架动态参数测试装置1、传感器测试系统、驱动装置3、径向加载装置4、轴向加载装置5、轴承箱6，实现滚动轴承保持架在一定复合载荷和转速下的实验测试；
如图1和图2所示，所述滚动轴承保持架动态参数测试装置1，包括光纤光栅传感器11、光纤光栅信号传输装置12、测试与补偿环13、电涡流传感器14、待测轴承15；所述待测轴承15为滚动轴承；如图3(a)和图3(b)所示，所述光纤光栅传感器11布置在待测轴承15保持架的兜孔周围和引导面上，用于测量应变和温度信息，包括应变测点111、温度测点112和光纤信号线一113；在兜孔周围的测点中，保持架表面不粘贴的光纤光栅传感器11作为温度测点112，用于测量兜孔温度，其余的光纤光栅传感器通过粘贴方式贴附在兜孔周围，作为应变测点111，所述兜孔应变测点111在兜孔上沿保持架旋转方向的前侧和后侧各布置一个，用于获得保持架兜孔前后处的接触受力信息；由于应变测点111中同时具有温度和应变的相应特性，以温度测点112数据作为应变测量中温度补偿点，采用温度-应变解耦方程进行兜孔光纤光栅传感器数据中的应变-温度的解耦分离，实现兜孔应变的测试；保持架引导面上采用同样的布置方式，光纤光栅传感器11粘贴在保持架引导面上，构成多个应变测点111和温度测点112，测点位置避开与套圈接触区域，避免接触、摩擦导致传感器失效或者光纤断裂；所述光纤信号线一113用于连接应变测点111和温度测点112，实现信号的传输；
如图4(a)和图4(b)所示，所述光纤光栅信号传输装置12用于实现旋转态下保持架信号的传输(保持架转速与内外圈存在差异，不能通过内圈或外圈传输)，包括光纤信号线二121、传输支架122和光滑环123；所述光纤信号线二121和保持架传感器的光纤信号线一113为一根线；所述传输支架122用于固定光纤信号线二121和安装光滑环123，使其随着保持架旋转；所述传输支架122为3D打印超轻材料，设有偶数对称式独立连接架1222，所述独立连接架1222为四个或六个，减小附加质量；所述连接架1222的一侧端面为连接端面1221，采用粘贴方式与保持架侧面固定连接；所述连接架1222另一端为圆轴1223；所述光滑环123包括旋转端和静止端，用于轴承保持架旋转态信号与静止采集器信号传输，所述光滑环123相对电滑环具有体积小、质量轻等优点，减小旋转态传输过程中的附加质量；圆轴1223设有中孔1224，用于光滑环123旋转端的安装，并采用顶丝或过盈配合固定；所述中孔1224内部采用粘贴方式固定光纤信号线二121，防止旋转过程由于离心力导致光纤信号线二121的折断。；
如图5所示，所述测试与补偿环13为钢制材料，一方面用于补偿光纤光栅传输装置增加保持架附加质量，减小与真实工作状态差异导致的测试误差，另一方面用于与保持架相连，测试保持架运动，使电涡流传感器14产生电磁感应信号；测试与补偿环13由两个内径不同的圆环一131和圆环二132构成，圆环一131内径与保持架直径相近，圆环一131端面采用粘贴方式与保持架侧面固定连接，圆环二132内径小于圆环一131内径；通过圆环一131和圆环二132组合补偿光纤光栅信号传输装置12的附加质量和转动惯量，即
mb＝mg，Ib＝Ig
式中，mb和Ib为测试与补偿环13的附加质量和转动惯量；mg和Ig为光纤光栅信号传输装置12的附加质量和转动惯量；
如图6所示，所述电涡流传感器14用于测试保持架运动参数，包括径向电涡流传感器141、轴向电涡流传感器142；所述径向电涡流传感器141、轴向电涡流传感器142均为多个；所述径向电涡流传感器141布置于测试与补偿环13圆周上，与待测轴承15回转中心垂直；所述轴向电涡流传感器142布置于测试与补偿环13端面，与待测轴承15回转中心平行；所述径向电涡流传感器141共两个，呈90°垂直布置，测试结果分别为保持架沿y方向的运动yc和保持架沿z方向的运动zc；所述轴向电涡流传感器142共四个，且四个轴向电涡流传感器呈90°均匀分布；
则保持架轴向运动为
则保持架绕y、z轴偏转运动为
式中，x1、x2、x3、x4分别为4个轴向电涡流传感器142测量值。
如图7所示，所述传感器测试系统用于采集保持架运动、应变及温度信号，包括采集器21和计算机22；保持架运动参数通过电涡流传感器14直接输入到采集器21中，而保持架温度、应变信号采用光纤光栅传感器11测试并通过光滑环123输入到采集器21中，计算机22用于显示和存贮采集器21采集的信号；
如图8所示，所述滚动轴承保持架动态参数测试装置1左端与驱动装置3连接，置于轴承箱6内，所述驱动装置3为驱动电机，用于驱动待测轴承15旋转；所述径向加载装置4安装在轴承保持架测量装置1上方，用于给待测轴承15施加径向载荷，包括径向加载螺栓41和径向力传感器42，径向加载螺栓41从轴承箱3上端穿入，与径向力传感器42螺纹连接；所述轴向加载装置5安装在轴承保持架测量装置1右侧，用于给待测轴承15施加轴向载荷，包括轴向加载螺栓51和轴向力传感器52，轴向加载螺栓51从轴承箱3右侧穿入，与轴向力传感器52螺纹连接；所述径向加载螺栓41、轴向加载螺栓51用于施加载荷，径向力传感器42、轴向力传感器52用于测量力的大小；
所述轴承箱6内设有轴承座61、轴承端盖62、轴向加载端盖63和光滑环夹持杆64；如图9所示，所述轴承座61设有圆孔611、螺纹孔一612和凹槽613；所述圆孔611用于安装待测轴承15；所述螺纹孔一612用于与径向电涡流传感器141螺纹连接，螺纹孔一612数量与径向电涡流传感器141数量相同；所述凹槽613用于避开电涡流传感器14探头，避免影响测试结果；
如图10所示，所述轴承端盖62设有圆环621，用于压紧和固定轴承外圈轴向位置；圆环621上设有矩形凹槽622，用于径向电涡流传感器141穿过圆环621靠近测试与补偿环13，测试保持架的径向运动；轴承端盖62端面设有螺纹孔二623，螺纹孔二623的中心线与圆环621的中心线平行，用于与轴向电涡流传感器142螺纹连接，测试保持架的轴向运动，且螺纹孔二623数量与轴向电涡流传感器142数量相同；
如图11所示，所述轴向加载端盖63为梯形圆环结构，上部设有方孔631用于光纤信号线二121的穿过；下部设有圆孔632用于光滑环夹持杆64的穿过和固定；所述光滑环夹持杆64用于支撑固定光滑环123的静止端，避免静止端的转动。
Claims (5)
1.一种滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，其特征在于，所述的滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置包括滚动轴承保持架动态参数测试装置(1)、传感器测试系统、驱动装置(3)、径向加载装置(4)、轴向加载装置(5)和轴承箱(6)，实现滚动轴承保持架在一定复合载荷和转速下的实验测试；
所述滚动轴承保持架动态参数测试装置(1)，包括光纤光栅传感器(11)、光纤光栅信号传输装置(12)、测试与补偿环(13)、电涡流传感器(14)和待测轴承(15)；
所述待测轴承(15)为滚动轴承；所述光纤光栅传感器(11)布置在待测轴承(15)保持架的兜孔周围和引导面上，用于测量应变和温度信息，包括应变测点(111)、温度测点(112)和光纤信号线一(113)；在兜孔周围的测点中，保持架表面不粘贴的光纤光栅传感器(11)作为温度测点(112)，用于测量兜孔温度，其余的光纤光栅传感器(11)通过粘贴方式贴附在兜孔周围，作为应变测点(111)；保持架引导面上采用同样的布置方式，光纤光栅传感器(11)在保持架引导面上，构成多个应变测点(111)和温度测点(112)，测点位置避开与保持架套圈接触区域，避免接触、摩擦导致传感器失效或光纤断裂；所述光纤信号线一(113)用于连接应变测点(111)和温度测点(112)，实现信号的传输；
所述光纤光栅信号传输装置(12)用于实现旋转态下保持架信号的传输，包括光纤信号线二(121)、传输支架(122)和光滑环(123)；所述光纤信号线二(121)和光纤信号线一(113)为一根线；所述传输支架(122)用于固定光纤信号线二(121)和安装光滑环(123)，使其随着保持架旋转；所述传输支架(122)为3D打印超轻材料，设有偶数对称式独立连接架(1222)；所述连接架(1222)为爪型结构，其前端面为连接端面(1221)，采用粘贴方式与保持架侧面固定连接；多个连接架(1222)另一端由一圆轴(1223)汇聚；所述的圆轴(1223)设有中孔(1224)，用于光滑环(123)旋转端的安装，并采用顶丝或过盈配合固定；所述中孔(1224)内部采用粘贴方式固定光纤信号线二(121)；所述光滑环(123)包括旋转端和静止端，用于待测轴承(15)保持架旋转态信号与静止采集器信号传输；
所述测试与补偿环(13)使电涡流传感器(14)产生电磁感应信号，由两个内径不同的圆环一(131)和圆环二(132)构成，圆环一(131)内径与保持架直径相配合，圆环一(131)端面采用粘贴方式与保持架侧面固定连接，圆环二(132)内径小于圆环一(131)内径；通过圆环一(131)和圆环二(132)组合补偿光纤光栅信号传输装置(12)的附加质量和转动惯量，即
mb＝mg，Ib＝Ig
式中，mb和Ib为测试与补偿环(13)的附加质量和转动惯量；mg和Ig为光纤光栅信号传输装置(12)的附加质量和转动惯量；
所述电涡流传感器(14)用于测试保持架运动参数，包括径向电涡流传感器(141)和轴向电涡流传感器(142)；所述径向电涡流传感器(141)和轴向电涡流传感器(142)均为多个；所述径向电涡流传感器(141)布置于测试与补偿环(13)圆周上，与待测轴承(15)回转中心垂直；所述轴向电涡流传感器(142)布置于测试与补偿环(13)端面，与待测轴承(15)回转中心平行；
所述传感器测试系统用于采集保持架运动、应变及温度信号，包括采集器(21)和计算机(22)；保持架运动参数通过电涡流传感器(14)直接输入到采集器(21)中，保持架温度、应变信号采用光纤光栅传感器(11)测试并通过光滑环(123)输入到采集器(21)中，计算机(22)用于显示和存贮采集器(21)采集的信号；
所述滚动轴承保持架动态参数测试装置(1)左端与驱动装置(3)连接，置于轴承箱(6)内，所述驱动装置(3)用于驱动待测轴承(15)旋转；所述径向加载装置(4)安装在滚动轴承保持架动态参数测试装置(1)上方，用于给待测轴承(15)施加径向载荷，包括径向加载螺栓(41)和径向力传感器(42)，径向加载螺栓(41)从轴承箱(6)上端穿入，与径向力传感器(42)螺纹连接；所述轴向加载装置(5)安装在滚动轴承保持架动态参数测试装置(1)右侧，用于给待测轴承(15)施加轴向载荷，包括轴向加载螺栓(51)和轴向力传感器(52)，轴向加载螺栓(51)从轴承箱(6)右侧穿入，与轴向力传感器(52)螺纹连接；所述径向加载螺栓(41)、轴向加载螺栓(51)用于施加载荷，径向力传感器(42)、轴向力传感器(52)用于测量力的大小；
所述轴承箱(6)内设有轴承座(61)、轴承端盖(62)、轴向加载端盖(63)和光滑环夹持杆(64)；所述轴承座(61)设有圆孔(611)、螺纹孔一(612)和凹槽(613)；所述圆孔(611)用于安装待测轴承(15)；所述螺纹孔一(612)与径向电涡流传感器(141)螺纹连接，螺纹孔一(612)数量与径向电涡流传感器(141)数量相同；所述凹槽(613)用于避开电涡流传感器(14)探头，避免影响测试结果；
所述轴承端盖(62)设有圆环(621)，用于压紧和固定轴承外圈轴向位置；圆环(621)上设有矩形凹槽(622)，用于径向电涡流传感器(141)穿过圆环(621)靠近测试与补偿环(13)，测试保持架的径向运动；轴承端盖(62)端面设有螺纹孔二(623)，螺纹孔二(623)的中心线与圆环(621)的中心线平行，与轴向电涡流传感器(142)螺纹连接，测试保持架的轴向运动，且螺纹孔二(623)数量与轴向电涡流传感器(142)数量相同；
所述轴向加载端盖(63)为梯形圆环结构，上部设有方孔(631)用于光纤信号线二(121)的穿过；下部设有圆孔(632)用于光滑环夹持杆(64)的穿过和固定；所述光滑环夹持杆(64)用于支撑固定光滑环(123)的静止端，避免静止端的转动。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，其特征在于，所述径向电涡流传感器(141)共两个，呈90°垂直布置，测试结果分别为保持架沿y方向的运动yc和保持架沿z方向的运动zc；所述轴向电涡流传感器(142)共四个，且四个轴向电涡流传感器(142)呈90°均匀分布；
则保持架轴向运动为
则保持架绕y、z轴偏转运动为
式中，x1、x2、x3、x4分别为4个轴向电涡流传感器(142)测量值。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，其特征在于，所述应变测点(111)在兜孔上沿保持架旋转方向的前侧和后侧各布置一个，用于获得保持架兜孔前后处的接触受力信息。
4.根据权利要求1或2所述的滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，其特征在于，所述独立连接架(1222)为四个或六个。
5.根据权利要求3所述的滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置，其特征在于，所述独立连接架(1222)为四个或六个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910085362.8A CN109781408B (zh) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910085362.8A CN109781408B (zh) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109781408A CN109781408A (zh) | 2019-05-21 |
| CN109781408B true CN109781408B (zh) | 2020-09-15 |
Family
ID=66503537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910085362.8A Active CN109781408B (zh) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109781408B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112525236A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-19 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 光纤传感器轴承组件、轴承状态监测系统及测量方法 |
| CN111397899B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-02-15 | 河南科技大学 | 一种轴承轴向加载装置和轴承轴向加载试验系统 |
| CN113433298A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-24 | 浙江兆丰机电股份有限公司 | 驱动桥用轴承热流特性试验装置及其测试方法 |
| CN113390597B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-05-26 | 西安工业大学 | 行星轴承碰撞测试系统 |
| CN113252276B (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-08 | 西北工业大学 | 一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统 |
| CN114559402B (zh) * | 2022-03-03 | 2024-03-08 | 山东朗澈轴承有限公司 | 一种基于深沟球轴承用保持器的转盘穿钉机 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8314925B2 (en) * | 2009-10-30 | 2012-11-20 | General Electric Company | Fiber-optic based thrust load measurement system |
| CN102854014A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-02 | 河南科技大学 | 角接触球轴承保持架动态性能试验装置 |
| CN106153224B (zh) * | 2016-06-28 | 2018-12-18 | 大连理工大学 | 一种测量轴承套圈温度和应变的光纤光栅分布式装置及方法 |
| CN108896314B (zh) * | 2018-09-11 | 2019-12-31 | 河南科技大学 | 一种针对角接触球轴承运行状态的检测装置 |
-
2019
- 2019-01-29 CN CN201910085362.8A patent/CN109781408B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109781408A (zh) | 2019-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109781408B (zh) | 滚动轴承保持架多物理场动态参数测试装置 | |
| CN109668596B (zh) | 基于光纤光栅传感的轴承保持架测量装置 | |
| CN106153224B (zh) | 一种测量轴承套圈温度和应变的光纤光栅分布式装置及方法 | |
| CN101893512B (zh) | 一种模块化角接触球轴承静刚度试验装置 | |
| CN102607847A (zh) | 一种主轴轴承结合部动刚度测试装置 | |
| CN102889973B (zh) | 一种基于机械轴承支撑的高精度滚转力矩测量装置 | |
| CN102175369A (zh) | 低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置 | |
| JP7043712B2 (ja) | 転がり軸受の等価摩擦係数の測定装置及び方法 | |
| CA2638604A1 (en) | Method and apparatus for bearing monitoring | |
| CN103063432A (zh) | 机床主轴轴承配置性能实验装置 | |
| CN106092398A (zh) | 一种高速微型轴承动态摩擦力矩测量仪 | |
| CN107719696A (zh) | 一种轴向紧凑型飞行器螺旋桨的动力特性同步测试装置 | |
| US20170241865A1 (en) | Bearing gauge arrangement | |
| CN109341509B (zh) | 一种滚动轴承润滑膜厚的测量装置及其测试方法 | |
| CN104924019A (zh) | 滚压力可测的超声滚压装置 | |
| CN111121671A (zh) | 一种航空发动机内孔同轴度误差检测装置 | |
| CN102539039B (zh) | 径向受载轴承摩擦力矩的测量方法和设备 | |
| CN108896314B (zh) | 一种针对角接触球轴承运行状态的检测装置 | |
| CN113607416B (zh) | 一种滚动轴承三维动刚度试验装置及其测试方法 | |
| CN109238708A (zh) | 卧式滚动轴承当量摩擦系数测量装置与方法 | |
| CN112345245A (zh) | 一种轴承静刚度试验装置及其试验方法 | |
| CN111457841A (zh) | 回转体件跳动连续测量法及回转体件对中测量法 | |
| CN201066309Y (zh) | 轴承振动速度测量仪 | |
| CN103091104A (zh) | 轴承振动信号采集试验装置 | |
| CN109693813A (zh) | 一种兼容多规格线管的地面模拟放线装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201228 Address after: 252600 Tangyuan Industrial Park, Linqing City, Liaocheng City, Shandong Province Patentee after: SHANDONG CAMERY (KMR) BEARING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: SHANDONG COOPER BEARING TECHNOLOGY SERVICE Co.,Ltd. Address before: 116034 No. 1 light industry garden, Ganjingzi District, Liaoning, Dalian Patentee before: DALIAN POLYTECHNIC University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 252600 Tangyuan Industrial Park, Linqing City, Liaocheng City, Shandong Province Patentee after: SHANDONG CAMERY (KMR) BEARING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: Shandong Cooper Bearing Technology Co.,Ltd. Address before: 252600 Tangyuan Industrial Park, Linqing City, Liaocheng City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG CAMERY (KMR) BEARING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: SHANDONG COOPER BEARING TECHNOLOGY SERVICE Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |