CN109855866A - 成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法 - Google Patents

成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法 Download PDF

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李文超
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本发明涉及一种成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法。该成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法包括以下步骤:1)使成对安装角接触球轴承的加载圈之间形成间隙;2)对成对安装角接触球轴承的加载圈进行轴向锁紧使两个轴承的加载圈接触;3)对其中一个角接触球轴承的内圈以及另一个角接触球轴承的外圈施加轴向相向的作用力,通过检测装置得到被施加轴向相向的作用力的内圈与外圈之间的相对位移。加载圈之间形成间隙,利用锁紧装置锁紧成对安装角接触球轴承,成对安装角接触球轴承的加载圈接触时,两个角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态,使成对安装角接触球轴承作为一个整体,测得的轴向刚度为成对安装角接触球轴承的整体的轴向刚度。

Description

成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法
技术领域
本发明涉及一种成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法。
背景技术
角接触球轴承以其能够同时承受轴向力以及径向力、高速性等优势,成为机械传动领域中应用最为广泛的支承元件。轴向刚度是角接触球轴承非常关键的性能参数之一,角接触球轴承在较强的振动、冲击条件下做低速或是摆动工作时,要求角接触球轴承具有较高的轴向刚度。
角接触球轴承在使用时通常是成对安装,成对安装的角接触球轴承的安装方式有背对背安装与面对面安装两种,将轴向紧固成对角接触球轴承外圈的方式自定义为面对面安装,此时定义面对面安装的角接触球轴承的外圈为加载圈、内圈为卸载圈;将轴向紧固成对角接触球轴承内圈的方式自定义为背对背安装,此时定义背对背角安装的角接触球轴承的内圈为加载圈,外圈为卸载圈。
现有的对角接触球轴承轴向刚度的测量方法主要是针对单个角接触球轴承进行测量。授权公告号为CN201600242U,授权公告日为2010.10.06的中国实用新型专利公开了一种轴承轴向刚度测量仪,该轴承轴向刚度测量仪在测量轴承的轴向刚度时,将被测轴承套装在芯轴上,通过加压盖和芯轴将被测轴承加持固定,通过定位座将轴承的外圈支撑起来,控制加压气缸的加载杆对加压盖施加轴向载荷,加载杆上的力传感器测量出施加的载荷,位移传感器测量出被测轴承的位移量,即可测出轴承的轴向刚度。
上述轴承轴向刚度测量仪测量轴承轴向刚度的方法适用于测量单个轴承的轴向刚度,正常情况下角接触球轴承的内圈与外圈的轴向长度相同,两个角接触球轴承同轴设置时对其中一个角接触球轴承施加轴向的压力,另外一个角接触球轴承的钢球处于不受力状态,即另一个角接触球轴承在轴向上不受力,也不会产生轴向的位移,无法作为整体去检测两个角接触球轴承的轴向刚度。成对安装的角接触球轴承在使用时通过预加载作为一个整体,其轴向刚度既不与单个轴承的轴向刚度相同,也不是简单的单个轴承的轴向刚度的叠加,而是介于两者之间,因此需要重新测量其轴向刚度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背对背安装或者面对面安装的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,以解决现有技术中轴承轴向刚度测量仪测量轴承轴向刚度的方法仅适用于测量单个轴承的轴向刚度的问题。
为了解决上述技术问题,本发明的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法的技术方案为:
方案1:成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,包括以下步骤:1)通过对成对安装角接触球轴承的加载圈的端面进行修磨或在成对安装角接触球轴承的卸载圈之间设置间隔件的方式使成对安装角接触球轴承的加载圈之间形成间隙;2)利用锁紧装置对成对安装角接触球轴承的加载圈进行轴向锁紧,使两个角接触球轴承的加载圈接触并使各角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态;3)对其中一个角接触球轴承的内圈以及另一个角接触球轴承的外圈在轴向上施加相向的作用力,通过检测被施加作用力的内圈与被施加作用力的外圈之间的相对位移得到成对安装角接触球轴承的轴向刚度。
该技术方案的有益效果在于:成对安装角接触球轴承的加载圈之间形成间隙,利用锁紧装置锁紧成对安装角接触球轴承,成对安装角接触球轴承的加载圈接触时,各角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态,使成对安装角接触球轴承作为一个整体,在轴向作用力下角接触球轴承的内圈与外圈之间的相对位移即为两个角接触球轴承的整体位移,测得的轴向刚度为成对安装角接触球轴承的整体的轴向刚度。
方案2:根据方案1所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,对于背对背安装的角接触球轴承,角接触球轴承的内圈为加载圈,所述锁紧装置包括套设在角接触球轴承的内圈内部的内圈夹持座和与内圈夹持座配合的夹持件,所述内圈夹持座具有轴向夹持内圈的外轴肩,所述夹持件具有轴向夹持内圈的夹持端面,所述内圈夹持座的外轴肩与夹持件的夹持端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。背对背安装角接触球轴承的内圈为加载圈,内圈夹持座与夹持件通过外轴肩与夹持端面对背对背安装角接触球轴承的内圈进行轴向锁紧,内圈夹持座的结构简单。
方案3:根据方案2所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,所述夹持件为旋装在内圈夹持座上的内圈锁紧螺母。内圈锁紧螺母为标准件,成本低。
方案4:根据方案1所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,对于面对面安装的角接触球轴承,角接触球轴承的外圈为加载圈,所述锁紧装置包括套设在角接触球轴承的外圈外部的外圈锁紧座和与外圈锁紧座配合的锁紧件,所述外圈锁紧座具有轴向锁紧外圈的内环台,所述锁紧件具有轴向锁紧外圈的锁紧端面,所述外圈锁紧座的内环台与锁紧件的锁紧端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。面对面安装角接触球轴承的外圈为加载圈,利用外圈锁紧座的内环台与锁紧件的锁紧端面对面对面安装角接触球轴承进行轴向锁紧,外圈锁紧座的结构简单,制作方便。
方案5:根据方案4所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,所述锁紧件为旋装在外圈锁紧座上的外圈锁紧螺母。外圈锁紧螺母为标准件,成本低。
方案6:根据方案4所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,所述锁紧装置还包括套设在角接触球轴承的内圈内部的内圈夹持座和与内圈夹持座配合的夹持件,所述内圈夹持座具有轴向夹持内圈的外轴肩,所述夹持件具有轴向夹持内圈的夹持端面,所述内圈夹持座的外轴肩与夹持件的夹持端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。面对面安装角接触球轴承通过内圈夹持座与夹持件将两个角接触球轴承的内圈也锁紧为一体,使两个角接触球轴承的内圈之间轴向传力均匀。
方案7:根据方案6所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,所述夹持件为旋装在内圈夹持座上的内圈锁紧螺母。
方案8:根据方案1-7中任一项所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,步骤3)中利用加载轴向其中一个角接触球轴承的内圈施加轴向的作用力,所述加载轴上一体或分体的设有与角接触球轴承的内圈的端面抵接的抵接结构。加载轴对角接触球轴承的内圈施加轴向的作用力,便于控制与读取轴向作用力的大小。
方案9:根据方案8所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,所述加载轴上套设有加载压盖,所述加载压盖的直径超过角接触球轴承的内圈的内径,所述加载压盖形成抵接结构。可以根据角接触球轴承的内圈的尺寸选取不同直径的加载压盖,对不同尺寸的成对安装角接触球轴承进行轴向刚度的测量。
方案10:根据方案1-7中任一项所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,步骤3)中通过位移传感器测量得到被施加作用力的内圈与被施加作用力的外圈之间的相对位移。位移传感器结果精确。
附图说明
图1为背对背安装角接触球轴承轴向刚度测量方法的示意图;
图2为面对面安装角接触球轴承轴向刚度测量方法的示意图。
图中各标记:1.角接触球轴承;2.外圈;3.内圈;4.位移传感器;5.加载压盖;6.内圈夹持座;7.内圈锁紧螺母;8.加载轴;9.支撑座;61.外圈锁紧座;71.外圈锁紧螺母。
具体实施方式
本发明的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法的实施例1如图1和图2所示,角接触球轴承的成对安装包括背对背安装和面对面安装两种方式。
背对背安装角接触球轴承轴向刚度测量方法如图1所示,包括以下步骤,1)背对背安装角接触球轴承的内圈3为加载圈,外圈2为卸载圈,对角接触球轴承的内圈3进行修磨,消除两个角接触球轴承1的内圈3的修磨量,将两个角接触球轴承1同轴设置,在两个外圈2接触时,内圈3之间形成间隙;此时可以对其中一个角接触球轴承的内圈3进行修磨使两个内圈3之间形成间隙,也可以同时对两个角接触球轴承的内圈3进行修磨使两个内圈3之间形成间隙;2)两个角接触球轴承1同轴设置,将内圈夹持座6套设在角接触球轴承1的内圈3内,内圈夹持座6的一端设有外轴肩,外轴肩和角接触球轴承1的内圈3的端面抵接,内圈夹持座6远离外轴肩的一端螺纹连接有夹持件,在该实施例中夹持件为内圈锁紧螺母7,在其他实施例中,夹持件也可以为支撑座9,支撑座9的中心设有与内圈夹持座6配合的螺纹孔;内圈锁紧螺母7靠近角接触球轴承的内圈3的端面为夹持角接触球轴承1的的内圈3的夹持端面,内圈锁紧螺母7与角接触球轴承1之间设有垫片,通过内圈夹持座6与内圈锁紧螺母7的挤压,使背对背安装角接触球轴承的内圈3抵接以消除内圈3之间的间隙,两个角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态,即两个角接触球轴承1被预加载锁紧作为一个整体,在该实施例中可以通过调整消除的角接触球轴承1的内圈3的修磨量的多少,控制锁紧角接触球轴承的预载的大小;也可以通过调整内圈夹持座6与内圈旋紧螺母7的旋紧力的大小调整锁紧角接触球轴承的预载的大小;3)将已预加载被锁紧的背对背安装角接触球轴承的外圈2安装在支撑座9上,加载轴8插装在内圈夹持座6内,加载轴8靠近内圈夹持座6的外轴肩的一端设有环形凹槽,该环形凹槽内套设有加载压盖5,加载压盖5的直径超过角接触球轴承1的内圈3的直径,加载压盖5形成抵接角接触球轴承1的内圈3的抵接结构,内圈夹持座6的外轴肩上设有沿加载轴的轴向延伸的通孔,通孔内设有位移传感器4,位移传感器4的精度等级为0.001mm,位移传感器4顶压设置在内圈3上,通过外接设备给加载轴8施加轴向的作用力,该作用力通过加载轴8、加载压盖5、内圈夹持座6对角接触球轴承1的内圈施加轴向的作用力,同时支撑座9对角接触球轴承的外圈2施加方向相反的轴向作用力,通过位移传感器4测量出角接触球轴承1的内圈相对于外圈的轴向位移,根据轴向载荷与位移的数据即可计算出背对背安装角接触球轴承的轴向刚度。
面对面安装角接触球轴承轴向刚度测量方法如图2所示,包括以下步骤,1)面对面安装角接触球轴承的外圈2为加载圈,内圈3为卸载圈,对角接触球轴承的外圈2进行修磨,消除两个角接触球轴承1的外圈2的修磨量,将两个角接触球轴承1同轴设置,在两个内圈3接触时,外圈2之间形成间隙;此时可以对其中一个角接触球轴承的外圈2进行修磨使两个外圈2之间形成间隙,也可以同时对两个角接触球轴承的外圈2进行修磨使两个外圈2之间形成间隙;2)两个角接触球轴承1同轴设置,将两个角接触球轴承安装在外圈锁紧座61内,外圈锁紧座61的底端设有内环台,内环台和角接触球轴承1的外圈2的端面抵接,外圈锁紧座61远离内环台的一端设有锁紧件,在该实施例中锁紧件为外圈锁紧螺母71,外圈锁紧螺母71靠近角接触球轴承的端面为锁紧角接触球轴承1的外圈2的锁紧端面;在其他实施例中,锁紧件也可以为设置在外圈锁紧座61远离内环台一端的压板;将内圈夹持座6套设在角接触球轴承1的内圈3内,内圈夹持座6的一端设有外轴肩,外轴肩和角接触球轴承1的内圈3的端面抵接,内圈夹持座6远离外轴肩的一端螺纹连接有夹持件,在该实施例中夹持件为内圈锁紧螺母7,在其他实施例中,夹持件也可以为支撑座9,支撑座9的中心设有与内圈夹持座6配合的螺纹孔;内圈锁紧螺母7靠近角接触球轴承的内圈3的端面为夹持角接触球轴承的内圈3的夹持端面,内圈锁紧螺母7与角接触球轴承之间设有垫片,通过外圈锁紧座61与外圈锁紧螺母71的挤压,使面对面安装角接触球轴承的外圈2抵接以消除外圈2之间的间隙,两个角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态,即两个角接触球轴承被预加载锁紧作为一个整体,在该实施例中可以通过调整消除的角接触球轴承1的内圈3的修磨量的多少,控制锁紧角接触球轴承的预载的大小;也可以通过调整外圈锁紧座61与外圈旋紧螺母71的旋紧力的大小调整锁紧角接触球轴承的预载的大小;3)将预加载被锁紧的角接触球轴承的外圈2安装在支撑座9上,加载轴8插装在内圈夹持座6内,加载轴8靠近内圈夹持座6的外轴肩的一端设有环形凹槽,该环形凹槽内套设有加载压盖5,加载压盖5的直径超过角接触球轴承1的内圈3的直径,加载压盖5形成抵接角接触球轴承1的内圈3的抵接结构,加载压盖5远离角接触球轴承1的端面上抵接有位移传感器4,位移传感器4的精度等级为0.001mm,通过外接设备给加载轴8施加轴向的作用力,该作用力通过加载轴8、加载压盖5、内圈夹持座6对角接触球轴承1的内圈施加轴向的作用力,同时支撑座9对角接触球轴承的外圈2施加方向相反的轴向作用力,通过位移传感器4测量出角接触球轴承1的内圈相对于外圈的轴向位移,根据轴向载荷与位移的数据即可计算出背对背安装角接触球轴承的轴向刚度。
本发明的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法的其他实施例中,步骤3)也可以利用千分尺测量得到被施加作用力的内圈与被施加作用力的外圈之间的相对位移;锁紧装置也可以为气动卡钳,气动卡钳卡紧角接触球轴承的加载圈实现预载锁紧;加载轴也可以对成对安装角接触球轴承的外圈施加轴向的压力,成对安装角接触球轴承的内圈抵接在支撑座上,通过支撑座对角接触球轴承的内圈施加方向相反的轴向作用力;也可以用液压机取代加载轴对角接触球轴承施加轴向作用力;在背对背安装角接触球轴承中,也可以在外圈2上设置外圈锁紧座与外圈锁紧螺母;也可以通过在角接触球轴承的卸载圈之间设置间隔件使角接触球轴承的加载圈之间形成间隙,具体为在背对背安装角接触球轴承的外圈的抵接面上设置垫片,在面对面安装角接触球轴承的内圈的抵接面上设置垫片。

Claims (10)

1.成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)通过对成对安装角接触球轴承的加载圈的端面进行修磨或在成对安装角接触球轴承的卸载圈之间设置间隔件的方式使成对安装角接触球轴承的加载圈之间形成间隙;2)利用锁紧装置对成对安装角接触球轴承的加载圈进行轴向锁紧,使两个角接触球轴承的加载圈接触并使各角接触球轴承的钢球均处于被挤压状态;3)对其中一个角接触球轴承的内圈以及另一个角接触球轴承的外圈在轴向上施加相向的作用力,通过检测被施加作用力的内圈与被施加作用力的外圈之间的相对位移得到成对安装角接触球轴承的轴向刚度。
2.根据权利要求1所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:对于背对背安装的角接触球轴承,角接触球轴承的内圈为加载圈,所述锁紧装置包括套设在角接触球轴承的内圈内部的内圈夹持座和与内圈夹持座配合的夹持件,所述内圈夹持座具有轴向夹持内圈的外轴肩,所述夹持件具有轴向夹持内圈的夹持端面,所述内圈夹持座的外轴肩与夹持件的夹持端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。
3.根据权利要求2所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:所述夹持件为旋装在内圈夹持座上的内圈锁紧螺母。
4.根据权利要求1所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:对于面对面安装的角接触球轴承,角接触球轴承的外圈为加载圈,所述锁紧装置包括套设在角接触球轴承的外圈外部的外圈锁紧座和与外圈锁紧座配合的锁紧件,所述外圈锁紧座具有轴向锁紧外圈的内环台,所述锁紧件具有轴向锁紧外圈的锁紧端面,所述外圈锁紧座的内环台与锁紧件的锁紧端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。
5.根据权利要求4所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:所述锁紧件为旋装在外圈锁紧座上的外圈锁紧螺母。
6.根据权利要求4所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:所述锁紧装置还包括套设在角接触球轴承的内圈内部的内圈夹持座和与内圈夹持座配合的夹持件,所述内圈夹持座具有轴向夹持内圈的外轴肩,所述夹持件具有轴向夹持内圈的夹持端面,所述内圈夹持座的外轴肩与夹持件的夹持端面之间具有沿角接触球轴承轴向延伸以容纳成对安装角接触球轴承的容纳空间。
7.根据权利要求6所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:所述夹持件为旋装在内圈夹持座上的内圈锁紧螺母。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:步骤3)中利用加载轴向其中一个角接触球轴承的内圈施加轴向的作用力,所述加载轴上一体或分体的设有与角接触球轴承的内圈的端面抵接的抵接结构。
9.根据权利要求8所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:所述加载轴上套设有加载压盖,所述加载压盖的直径超过角接触球轴承的内圈的内径,所述加载压盖形成抵接结构。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的成对安装角接触球轴承轴向刚度测量方法,其特征在于:步骤3)中通过位移传感器测量得到被施加作用力的内圈与被施加作用力的外圈之间的相对位移。
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