CN110631830B - 滚动轴承径向刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动轴承径向刚度测量装置，包括支架组件、力加载组件、轴承座和测量组件。其中，支架组件包括前支架和后支架；力加载组件的前端安装在前支架上，后端靠近后支架且左右两侧设有左轴与右轴，两轴分别与一个待测滚动轴承的内圈适配套接；轴承座包括左轴承座和右轴承座，两个轴承座分别固定在后支架上且对称地分布在左右两侧；两个轴承座分别与待测滚动轴承适配安装；测量组件包括第一测量组件和第二测量组件，第一测量组件与左轴或右轴的端面连接，以测量待测滚动轴承的内圈位移；第二测量组件与待测滚动轴承的外圈接触，以测量其外圈位移。本发明的滚动轴承径向刚度测量装置能够高效准确地测量滚动轴承的径向刚度。

Description

滚动轴承径向刚度测量装置

技术领域

本发明涉及滚动轴承径向刚度测量技术领域，尤其是涉及一种滚动轴承径向刚度测量装置。

背景技术

滚动轴承用于连接机械设备中相对转动的两个构件，是机床、发动机、电动机等工业设备中的重要组成部分。为了实现滚动，滚动轴承的滚子与滚道间通常是点接触或线接触，接触刚度较低，在接触位置容易产生较大的接触变形，这使得轴承自身的刚度通常低于其他结构件，因此滚动轴承通常为整机刚度的薄弱环节。在诸如精密数控机床等高精度设备中，滚动轴承的刚度对设备的静变形以及动态特性有极大的影响，直接决定了设备的精度以及工作效率。为了准确预测设备性能、优化设计方案，有必要获得各型号滚动轴承的准确刚度值。

目前，获得轴承刚度的方法主要有三种：理论计算、有限元仿真以及实验测量。其中，理论计算基于赫兹接触理论，但是计算过程较为繁复，并且实际情况的边界条件较为复杂，难以获得较为准确的结果；有限元仿真在单元数量足够的情况下可以获得足够的计算精度，但是会消耗过长的计算时间，此外接触问题是非线性问题，计算结果有赖于迭代算法以及相关参数的选择，因此准确性无法得到保证；实验测量方法可以将各种非理想因素考虑在内，在保证工况一致的情况下可以获得准确的结果，因此实验测量是获得轴承刚度最为准确的方法。

然而，实验测量中，对同一型号轴承需要选取多个轴承进行多次实验，以此消除偶然误差，在这一过程中需要频繁拆装轴承，效率较低，限制了实验测量方法的使用。因此，提出一种能够快速拆装轴承，同时保证准确性的刚度测量装置具有十分重要的意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种滚动轴承径向刚度测量装置，能够高效准确可靠地测量滚动轴承径向刚度。

根据本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，包括：

支架组件，所述支架组件包括在前后方向上相对设置的前支架和后支架；

力加载组件，所述力加载组件的前端可沿前后方向移动地安装在所述前支架上，所述力加载组件的后端靠近所述后支架，所述力加载组件的后端的左右两侧设有位于左右方向同一轴线的左轴和右轴，所述左轴与一个待测滚动轴承的内圈适配套接，所述右轴与另一个待测滚动轴承的内圈适配套接；

轴承座，所述轴承座包括左轴承座和右轴承座，所述左轴承座和所述右轴承座分别固定在所述后支架上且对称地分布在所述力加载组件的左右两侧；所述左轴承座与套接在所述左轴上的待测滚动轴承的外圈适配安装，所述右轴承座与套接在所述右轴上的待测滚动轴承的外圈适配安装；

测量组件，所述测量组件包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件与所述左轴或右轴的端面连接，以相应地测量所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的内圈径向位移；所述第二测量组件穿过所述左轴承座或所述右轴承座与对应的所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的外圈接触，以测量所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的外圈径向位移。

根据本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置，工作工程为：在力加载组件的前端施加由前向后的外力，力加载组件将力从前端传递到后端处的左轴和右轴上，这样可以通过左轴或右轴直接对待测滚动轴承的内圈施加径向力。当左轴上的待测滚动轴承和右轴上的待测滚动轴承分别受到左轴和右轴直接作用的径向力，由于左轴上的待测滚动轴承的外圈和右轴上的待测滚动轴承的外圈分别通过左轴承座和右轴承座支撑和固定，因此，左轴上的待测滚动轴承和右轴上的待测滚动轴承的内圈及外圈在水平方向对应的径向位置可能产生不同程度的径向变形，通过待测滚动轴承的变形程度及加载力的大小可以确定待测滚动轴承径向刚度。具体地，利用第一测量组件测量出待测滚动轴承的内圈径向位移δ_i，利用第二测量组件测量出待测滚动轴承的外圈径向位移δ_o，由此，可以计算出待测滚动轴承的径向变形δ为

δ＝δ_i-δ_o

结合施加在待测滚动轴承上的压力F_r以及径向刚度K_r的定义

通过测量多个径向压力下的变形，可以利用最小二乘法计算出待测滚动轴承的径向刚度K_r。由此，本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置测量精度准确可靠。

根据本发明的一个实施例，所述左轴承座和所述右轴承座均包括前座和后座，所述前座可拆卸地固定在所述后座上，且所述前座与所述后座共同限定出与待测滚动轴承的外圈配合的轴承安装孔，所述后座可拆卸地固定在所述后支架上。

根据本发明进一步的实施例，所述前座的前侧面上设有前半圆柱凹槽，所述后座的后侧面上设有后半圆柱凹槽，所述前半圆柱凹槽与所述后半圆柱凹槽配合形成所述轴承安装孔。

根据本发明再进一步的实施例，所述轴承安装孔的外端设有第一定位孔肩。

根据本发明进一步的实施例，所述前座的上端和下端及所述后座的上端和下端分别设有垂直于前后方向的第一耳板，所述第一耳板上设有第一螺栓孔，所述前座的上端和下端的所述第一耳板相应地与所述后座的上端和下端的所述第一耳板配合并通过第一螺栓穿过对应的所述第一螺栓孔而锁紧固定。

根据本发明再进一步的实施例，所述前座的上端和下端及所述后座的上端和下端分别设有平行于前后方向的第二耳板，所述第二耳板上设有第二螺栓孔，所述左轴承座上的所述第二耳板与所述右轴承座上的所述第二耳板间隔相对并通过预紧杆穿过所述第二螺栓孔预紧固定。

根据本发明的一些实施例，所述力加载组件包括由前向后依次相连的加载杆、力传感器和加载轴，所述加载杆的前端可沿前后方向移动地安装在所述前支架上，所述加载轴沿左右方向延伸且包括连接轴和固定在所述连接轴左右两端的所述左轴和所述右轴，所述加载杆的后端与所述力传感器的前端相连，所述力传感器的后端与所述连接轴固定。

根据本发明进一步的实施例，所述力加载组件还包括连接器，所述连接器的前端和后端分别相应地与所述加载杆的后端和所述力传感器相连，以通过所述加载杆、所述连接器、所述力传感器及所述加载轴沿前后方向水平地对所述左轴和所述右轴上的待测滚动轴承施加径向力。

根据本发明再进一步的实施例，所述加载杆的前端与所述前支架螺纹配合安装，所述加载杆的后端可自由转动地安装在所述连接器上，当所述加载杆在外力作用下转动时，所述连接器仅传递沿前后方向的水平力。

根据本发明再进一步的实施例，所述连接器包括外壳筒、端盖、第一轴承、套筒和止动螺母；所述连接轴的后端设有轴颈，所述轴颈的前端设有轴肩，所述轴颈的后端设有螺纹连接头，所述螺纹连接头的直径小于所述轴颈的直径；所述第一轴承的内圈套装在所述轴颈上且所述第一轴承的前端面抵靠在所述轴肩上，所述套筒套设在所述轴颈上，所述套筒的前端抵靠在所述第一轴承的所述内圈的后端面上，所述止动螺母与所述螺纹连接头螺纹配合且所述止动螺母的前端抵靠在所述套筒的后端面上，以限制所述第一轴承的内圈前后方向移动；所述外壳筒的内壁上设有第二定位孔肩，所述第一轴承的外圈与所外壳筒的内周壁配合且所述第一轴承的所述外圈的后端面抵靠在所述第二定位孔肩上，所述端盖可拆卸地固定在所述外壳筒的前端面上并且所述端盖的一部分伸入所述外壳筒内并抵靠在所述第一轴承的外圈的前端面上。

根据本发明再进一步的实施例，所述第一轴承为角接触轴承，所述角接触轴承有两个，两个所述角接触轴承反向地安装在所轴颈上，其中一个所述角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在所述轴肩和所述端盖上，另一个所述角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在所述套筒和所述第二定位孔肩上。

根据本发明的一个实施例，所述第一测量组件包括位移测量片和第一千分表，所述位移测量片一端固定在所述左轴或右轴的端面上且另一端在左右方向上向外伸出，所述第一千分表具有第一探头，所述第一探头位于所述位移测量片的后方，所述第一探头在所述待测滚动轴承的中心轴线所在的水平面上与所述位移测量片的表面接触；所述第二测量组件包括第二千分表，所述第二千分表具有第二探头，所述第二探头位于所述待测滚动轴承的外圈的前方，所述第二探头在所述待测滚动轴承的中心轴线所在的水平面上穿过所述前座与所述待测滚动轴承的外周面接触。

根据本发明的一个实施例，所述支架组件还包括底座，所述前支架和所述后支架的下端固定在所述底座上。

根据本发明进一步的实施例，所述支架组件还包括安全杆，所述安全杆的两端分别预紧固定在所述前支架和所述后支架的上部。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置的加载轴、待测滚动轴承以及轴承座装配示意图。

图3为本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置的轴承座结构示意图。

图4为本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置的连接器结构示意图。

附图标记：

滚动轴承径向刚度测量装置1000

支架组件1

前支架101 后支架102

力加载组件2

加载杆201 力传感器202

加载轴203

左轴2031 连接轴2032 右轴2033

连接器204

外壳筒2041 端盖2042 第一轴承2043 套筒2044 止动螺母2045 轴颈2046 轴肩2047 螺纹连接头2048 第二定位孔肩2049

轴承座3

左轴承座301 右轴承座302

前座303

前半圆柱凹槽3031

后座304

后半圆柱凹槽3041

第一定位孔肩305

第一耳板306

第一螺栓孔3061 第一螺栓3062

第二耳板307

第二螺栓孔3071 预紧杆3072

测量组件4

第一测量组件401

位移测量片4011 第一千分表4012 第一探头4013

第二测量组件402

第二千分表4021 第二探头4022

底座5

安全杆6

待测滚动轴承7

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或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，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图4来描述根据本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置1000。

如图1至图4所示，根据分发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置1000，包括支架组件1、力加载组件2、轴承座3和测量组件4。其中，支架组件1包括在前后方向上相对设置的前支架101和后支架102；力加载组件2的前端可沿前后方向移动地安装在前支架101上，力加载组件2的后端靠近后支架102，力加载组件2的后端的左右两侧设有位于左右方向同一轴线的左轴2031和右轴2033，左轴2031与一个待测滚动轴承7的内圈适配套接，右轴2033与另一个待测滚动轴承7的内圈适配套接；轴承座3包括左轴承座301和右轴承座302，左轴承座301和右轴承座302分别固定在后支架102上且对称地分布在力加载组件2的左右两侧；左轴承座301与套接在左轴2031上的待测滚动轴承7的外圈适配安装，右轴承座302与套接在右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈适配安装；测量组件4包括第一测量组件401和第二测量组件402，第一测量组件401与左轴2031或右轴2033的端面连接，以相应地测量左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的内圈径向位移；第二测量组件402穿过左轴承座301或右轴承座302与对应的左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈接触，以测量左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7外圈径向位移。

具体而言，支架组件1包括在前后方向上相对设置的前支架101和后支架102。如图1所示，前支架101与后支架102前后分开设置。

力加载组件2的前端可沿前后方向移动地安装在前支架101上，力加载组件2的后端靠近后支架102，力加载组件2的后端的左右两侧设有位于左右方向同一轴线的左轴2031和右轴2033，左轴2031与一个待测滚动轴承7的内圈适配套接，右轴2033与另一个待测滚动轴承7的内圈适配套接。具体地，力加载组件2前端受力，力加载组件2向后端移动，同时，力加载组件2将力从前端传递到后端处的左轴2031和右轴2033上，这样可以通过左轴2031或右轴2033直接对待测滚动轴承7的内圈施加径向力。

需要说明的是，左轴2031与右轴2033可以分别为同一根轴的左端与右端。

轴承座3包括左轴承座301和右轴承座302，左轴承座301和右轴承座302分别固定在后支架102上且对称地分布在力加载组件2的左右两侧；左轴承座301与套接在左轴2031上的待测滚动轴承7的外圈适配安装，右轴承座302与套接在右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈适配安装。由此，左轴2031上的待测滚动轴承7的外圈和右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈分别通过左轴承座301和右轴承座302支撑和固定，有利于准确高效地测量待测滚动轴承7的径向刚度。具体地，当左轴2031上的待测滚动轴承7和右轴2033上的待测滚动轴承7分别受到左轴2031和右轴2033直接作用的径向力，由于左轴2031上的待测滚动轴承7的外圈和右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈分别通过左轴承座301和右轴承座302支撑和固定，因此，左轴2031上的待测滚动轴承7和右轴2033上的待测滚动轴承7的内圈及外圈在水平方向对应的径向位置可能产生不同程度的径向变形，通过待测滚动轴承7的变形程度及加载力的大小可以确定待测滚动轴承7径向刚度。

测量组件4包括第一测量组件401和第二测量组件402，第一测量组件401与左轴2031或右轴2033的端面连接，以相应地测量左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的内圈径向位移；第二测量组件402穿过左轴承座301或右轴承座302与对应的左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈接触，以测量左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈径向位移。可以理解的是，如图1所示，第一测量组件401与左轴2031或右轴2033的端面连接，第二测量组件402与对应的左轴2031或右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈接触，在待测滚动轴承7受力变形时，通过第一测量组件401与第二测量组件402分别测量出待测滚动轴承7的内圈径向位移δ_i与外圈径向位移δ_o，可以计算出待测滚动轴承7的径向变形δ为

δ＝δ_i-δ_o

结合施加在待测滚动轴承7上的压力F_r以及径向刚度K_r的定义

由此，通过测量多个径向压力下的变形，可以利用最小二乘法计算出待测滚动轴承7的径向刚度K_r。

根据本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置1000，工作工程为：在力加载组件2的前端施加由前向后的外力，力加载组件2将力从前端传递到后端处的左轴2031和右轴2033上，这样可以通过左轴2031或右轴2033直接对待测滚动轴承7的内圈施加径向力。当左轴2031上的待测滚动轴承7和右轴2033上的待测滚动轴承7分别受到左轴2031和右轴2033直接作用的径向力，由于左轴2031上的待测滚动轴承7的外圈和右轴2033上的待测滚动轴承7的外圈分别通过左轴承座301和右轴承座302支撑和固定，因此，左轴2031上的待测滚动轴承7和右轴2033上的待测滚动轴承7的内圈及外圈在水平方向对应的径向位置可能产生不同程度的径向变形，通过待测滚动轴承7的变形程度及加载力的大小可以确定待测滚动轴承7径向刚度。具体地，利用第一测量组件401测量出待测滚动轴承7的内圈径向位移δ_i，利用第二测量组件402测量出待测滚动轴承7的外圈径向位移δ_o，由此，可以计算出待测滚动轴承7的径向变形δ为

δ＝δ_i-δ_o

结合施加在待测滚动轴承7上的压力F_r以及径向刚度K_r的定义

通过测量多个径向压力下的变形，可以利用最小二乘法计算出待测滚动轴承7的径向刚度K_r。由此，本发明实施例的滚动轴承径向刚度测量装置1000测量精度准确可靠。

根据本发明的一个实施例，左轴承座301和右轴承座302均包括前座303和后座304，前座303可拆卸地固定在后座304上，且前座303与后座304共同限定出与待测滚动轴承7的外圈配合的轴承安装孔，能够快速更换同一规格的待测滚动轴承7，显著提升同一规格待测滚动轴承7的拆装速度，提高测试效率；后座304可拆卸地固定在后支架102上，当需要对不同种规格的滚动轴承进行测量时，可以方便地将后支架102上的左轴承座301和右轴承座302拆卸下来，更换与待测滚动轴承7对应规格的左轴承座301和右轴承座302，这样，可以适用于测量多种规格的滚动轴承，通用性好。

根据本发明进一步的实施例，前座303的前侧面上设有前半圆柱凹槽3031，后座304的后侧面上设有后半圆柱凹槽3041，前半圆柱凹槽3031与后半圆柱凹槽3041配合形成轴承安装孔。可以理解的是，如图3所示，前半圆柱凹槽3031与后半圆柱凹槽3041在前座303与后座304安装完成后，形成与待测滚动轴承7适配的轴承安装孔，能够快速更换待测滚动轴承7，显著提升待测滚动轴承7的拆装速度，提高测试效率。

根据本发明再进一步的实施例，轴承安装孔的外端设有第一定位孔肩305。可以理解的是，在前座303和后座304的前半圆柱凹槽3031与后半圆柱凹槽3041端部设置第一定位孔肩305，如图3所示，在将待测滚动轴承7安装于轴承安装孔中时，通过第一定位孔肩305可以使得待测滚动轴承7快速定位并限制待测滚动轴承7沿轴向外移，有利于准确可靠地测量待测滚动轴承7的径向刚度。

如图2所示，根据本发明进一步的实施例，前座303的上端和下端及后座304的上端和下端分别设有垂直于前后方向的第一耳板306，第一耳板306上设有第一螺栓孔3061，前座303的上端和下端的第一耳板306相应地与后座304的上端和下端的第一耳板306配合并通过第一螺栓3062穿过对应的第一螺栓孔3061而锁紧固定。具体地，第一螺栓3062穿过第一螺栓孔3061与配套的螺母一一对应地拧紧，从而使得前座303与后座304被固定，拆装便捷；第一螺栓3062可以为铰制孔螺栓，铰制孔螺栓与前座303和后座304之间为间隙配合，拆装更加方便。

需要说明的是，第一螺栓3062不限于铰制孔螺栓，前座303与后座304的固定方式不限于螺栓连接。

如图3所示，根据本发明再进一步的实施例，前座303的上端和下端及后座304的上端和下端分别设有平行于前后方向的第二耳板307，第二耳板307上设有第二螺栓孔3071，左轴承座301上的第二耳板307与右轴承座302上的第二耳板307间隔相对并通过预紧杆3072穿过第二螺栓孔3071预紧固定。由此，增加了左轴承座301和右轴承座302之间连接的可靠性和紧密性，避免左轴承座301和右轴承座302相对于后支架102发生相对移位，有利于准确可靠地测量待测滚动轴承7的径向刚度。

如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例，力加载组件2包括由前向后依次相连的加载杆201、力传感器202和加载轴203，加载杆201的前端可沿前后方向移动地安装在前支架101上，加载轴203沿左右方向延伸且包括连接轴2032和固定在连接轴2032左右两端的左轴2031和右轴2033，加载杆201的后端与力传感器202的前端相连，力传感器202的后端与连接轴2032轴固定。可以理解的是，由于加载杆201的前端可沿前后方向移动地安装在前支架101上，当对加载杆201的前端施加由前向后的外力，有利于加载杆201将力向后传递给力传感器202，并通过力传感器202将力传递给加载轴203，再通过加载轴203对待测滚动轴承7直接施加径向力。当对待测滚动轴承7卸载径向力时，使力加载组件201由后向前移动。由于在加载杆201与加载轴203之间设置了力传感器202，可以方便地测量和读出当前施加给待测滚动轴承7上的径向力。

如图1所示，根据本发明进一步的实施例，力加载组件2还包括连接器204，连接器204的前端和后端分别相应地与加载杆201的后端和力传感器202相连，以通过加载杆201、连接器204、力传感器202及加载轴203沿前后方向水平地对左轴2031和右轴2033上的待测滚动轴承7施加径向力。通过设置连接器204，可以方便地将加载杆201与力传感器202连接起来，并进行前后方向力的传递。

根据本发明再进一步的实施例，加载杆201的前端与前支架101螺纹配合安装，加载杆201的后端可自由转动地安装在连接器204上，当加载杆201在外力作用下转动时，连接器204仅传递沿前后方向水平力。可以理解的是，加载杆201可以为螺杆，加载杆201前端通过螺纹连接在前支架101上，通过螺纹与所述前支架101连接，组成螺旋副，加载杆201的后端与连接器204连接，可以相对于连接器204绕加载螺杆轴线方向转动。当旋转加载杆201，使得加载杆201向后移动，由于连接器204仅传递沿后前后方向水平力，减少了加载杆201与力传感器202之间的摩擦转矩，提升了力测量的准确性。

根据本发明再进一步的实施例，连接器204包括外壳筒2041、端盖2042、第一轴承2043、套筒2044和止动螺母2045；连接轴2032的后端设有轴颈2046，轴颈2046的前端设有轴肩2047，轴颈2046的后端设有螺纹连接头2048，螺纹连接头2048的直径小于轴颈2046的直径；第一轴承2043的内圈套装在轴颈2046上且第一轴承2043的前端面抵靠在轴肩2047上，套筒2044套设在轴颈2046上，套筒2044的前端抵靠在第一轴承2043的内圈的后端面上，止动螺母2045与螺纹连接头2048螺纹配合且止动螺母2045的前端抵靠在套筒2044的后端面上，以限制第一轴承2043的内圈前后方向移动；外壳筒2041的内壁上设有第二定位孔肩2049，第一轴承2043的外圈与所外壳筒2041的内周壁配合且第一轴承2043的外圈的后端面抵靠在第二定位孔肩2049上，端盖2042可拆卸地固定在外壳筒2041的前端面上并且端盖2042的一部分伸入外壳筒2041内并抵靠在第一轴承2043的外圈的前端面上。可以理解的是，当加载杆201沿轴向向后支架102方向旋转时，连接在加载螺杆后端的连接轴2032随之旋转，第一轴承2043的内圈套装在轴颈2046上且第一轴承2043的前端面抵靠在轴肩2047上，可以消除加载杆201产生的摩擦转矩，提升了力测量的准确性；螺纹连接头2048与止动螺母2045拧紧固定，将第一轴承2043和套筒2044固定在轴颈2046上；第一轴承2043的前端面抵靠在轴肩2047上，第一轴承2043的外圈的前端面抵靠在端盖2042上，第一轴承2043的后端面抵靠在套筒2044前端面上，第一轴承2043的外圈的后端面抵靠在第二定位孔肩2049上，使得在连接轴2032受到压力时，第一轴承2043不会在前后方向上移动；端盖2042可以用螺栓连接的方式与外壳筒2041固定；由此连接器204可以传递轴向压力、消除加载杆201产生的摩擦转矩且拆卸方便，使得压力的测量精度提高，从而保证径向刚度的测量精度。

根据本发明再进一步的实施例，第一轴承2043为角接触轴承，角接触轴承有两个，两个角接触轴承反向地安装在所轴颈2046上，其中一个角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在轴肩2047和端盖2042上，另一个角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在套筒2044和第二定位孔肩2049上。具体地，两个角接触轴承安装在轴颈2046上并由轴肩2047、端盖2042、套筒2044和第二定位孔肩2049固定，如图1所示，一个角接触轴承与另一个角接触轴承由定位套分隔开；两个角接触轴承反向安装，可以避免引起附加轴向力。

需要说明的是，第一轴承2043不限于角接触轴承。

根据本发明的一个实施例，第一测量组件401包括位移测量片4011和第一千分表4012，位移测量片4011一端固定在左轴2031或右轴2033的端面上且另一端在左右方向上向外伸出，第一千分表4012具有第一探头4013，第一探头4013位于位移测量片4011的后方，第一探头4013在待测滚动轴承7的中心轴线所在的水平面上与位移测量片4011的表面接触；第二测量组件402包括第二千分表4021，第二千分表4021具有第二探头4022，第二探头4022位于待测滚动轴承7的外圈的前方，第二探头4022在待测滚动轴承7的中心轴线所在的水平面上穿过前座303与待测滚动轴承7的外周面接触。可以理解的是，当待测滚动轴承7受力变形时，位移测量片4011的位移可以代表待测滚动轴承的内圈径向位移δ_i，第一千分表4012通过测量位移测量片4011的位移确定待测滚动轴承的内圈径向位移δ_i，第二探头4022从轴承座3上的通孔伸入并与待测轴承的外圈接触，可以测量出待测滚动轴承的外圈径向位移δ_o，由此，可以计算出待测滚动轴承7的径向变形δ为：

δ＝δ_i-δ_o

结合施加在待测滚动轴承7上的压力F_r以及径向刚度K_r的定义

由此，通过测量多个径向压力下的变形，可以利用最小二乘法计算出待测滚动轴承7的径向刚度K_r。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，支架组件1还包括底座5，前支架101和后支架102的下端固定在底座5上。具体地，前支架101和后支架102均包括底板和固定在底板的上表面上的竖板，底板通过螺栓固定在底座5上，固定方便。

需要说明的是，前支架101与后支架102的底板可以通过多种方式固定在底座5上，不限于螺栓固定。

根据本发明进一步的实施例，支架组件1还包括安全杆6，安全杆6的两端分别预紧固定在前支架101和后支架102的上部。可以理解的是，安全杆6可以为螺杆，如图1所示，安全杆6位于力加载组件2的上方，安全杆6的两端分别设有螺纹并且分别穿过前支架101和后支架102，两端通过螺母预紧固定。安全杆6用来向前支架101与后支架102提供一定的预紧力，减小前支架101以及后支架102与底座5之间的摩擦力，从而防止前支架101以及后支架102出现相对滑动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，包括：

支架组件，所述支架组件包括在前后方向上相对设置的前支架和后支架；

力加载组件，所述力加载组件的前端可沿前后方向移动地安装在所述前支架上，所述力加载组件的后端靠近所述后支架，所述力加载组件的后端的左右两侧设有位于左右方向同一轴线的左轴和右轴，所述左轴与一个待测滚动轴承的内圈适配套接，所述右轴与另一个待测滚动轴承的内圈适配套接；

轴承座，所述轴承座包括左轴承座和右轴承座，所述左轴承座和所述右轴承座分别固定在所述后支架上且对称地分布在所述力加载组件的左右两侧；所述左轴承座和所述右轴承座均包括前座和后座，所述前座可拆卸地固定在所述后座上，且所述前座与所述后座共同限定出与待测滚动轴承的外圈配合的轴承安装孔，所述后座可拆卸地固定在所述后支架上；所述前座的前侧面上设有前半圆柱凹槽，所述后座的后侧面上设有后半圆柱凹槽，所述前半圆柱凹槽与所述后半圆柱凹槽配合形成所述轴承安装孔；所述左轴承座与套接在所述左轴上的待测滚动轴承的外圈适配安装，所述右轴承座与套接在所述右轴上的待测滚动轴承的外圈适配安装；

测量组件，所述测量组件包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件与所述左轴或右轴的端面连接，以相应地测量所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的内圈径向位移；所述第二测量组件穿过所述左轴承座或所述右轴承座与对应的所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的外圈接触，以测量所述左轴或所述右轴上的待测滚动轴承的外圈径向位移。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述轴承安装孔的外端设有第一定位孔肩。

3.根据权利要求1所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述前座的上端和下端及所述后座的上端和下端分别设有垂直于前后方向的第一耳板，所述第一耳板上设有第一螺栓孔，所述前座的上端和下端的所述第一耳板相应地与所述后座的上端和下端的所述第一耳板配合并通过第一螺栓穿过对应的所述第一螺栓孔而锁紧固定。

4.根据权利要求3所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述前座的上端和下端及所述后座的上端和下端分别设有平行于前后方向的第二耳板，所述第二耳板上设有第二螺栓孔，所述左轴承座上的所述第二耳板与所述右轴承座上的所述第二耳板间隔相对并通过预紧杆穿过所述第二螺栓孔预紧固定。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述力加载组件包括由前向后依次相连的加载杆、力传感器和加载轴，所述加载杆的前端可沿前后方向移动地安装在所述前支架上，所述加载轴沿左右方向延伸且包括连接轴和固定在所述连接轴左右两端的所述左轴和所述右轴，所述加载杆的后端与所述力传感器的前端相连，所述力传感器的后端与所述连接轴固定。

6.根据权利要求5所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述力加载组件还包括连接器，所述连接器的前端和后端分别相应地与所述加载杆的后端和所述力传感器相连，以通过所述加载杆、所述连接器、所述力传感器及所述加载轴沿前后方向水平地对所述左轴和所述右轴上的待测滚动轴承施加径向力。

7.根据权利要求6所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述加载杆的前端与所述前支架螺纹配合安装，所述加载杆的后端可自由转动地安装在所述连接器上，当所述加载杆在外力作用下转动时，所述连接器仅传递沿前后方向的水平力。

8.根据权利要求7所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述连接器包括外壳筒、端盖、第一轴承、套筒和止动螺母；所述连接轴的后端设有轴颈，所述轴颈的前端设有轴肩，所述轴颈的后端设有螺纹连接头，所述螺纹连接头的直径小于所述轴颈的直径；所述第一轴承的内圈套装在所述轴颈上且所述第一轴承的前端面抵靠在所述轴肩上，所述套筒套设在所述轴颈上，所述套筒的前端抵靠在所述第一轴承的所述内圈的后端面上，所述止动螺母与所述螺纹连接头螺纹配合且所述止动螺母的前端抵靠在所述套筒的后端面上，以限制所述第一轴承的内圈前后方向移动；所述外壳筒的内壁上设有第二定位孔肩，所述第一轴承的外圈与所外壳筒的内周壁配合且所述第一轴承的所述外圈的后端面抵靠在所述第二定位孔肩上，所述端盖可拆卸地固定在所述外壳筒的前端面上并且所述端盖的一部分伸入所述外壳筒内并抵靠在所述第一轴承的外圈的前端面上。

9.根据权利要求8所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述第一轴承为角接触轴承，所述角接触轴承有两个，两个所述角接触轴承反向地安装在所轴颈上，其中一个所述角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在所述轴肩和所述端盖上，另一个所述角接触轴承的内圈和外圈分别相应地抵靠在所述套筒和所述第二定位孔肩上。

10.根据权利要求1所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述第一测量组件包括位移测量片和第一千分表，所述位移测量片一端固定在所述左轴或右轴的端面上且另一端在左右方向上向外伸出，所述第一千分表具有第一探头，所述第一探头位于所述位移测量片的后方，所述第一探头在所述待测滚动轴承的中心轴线所在的水平面上与所述位移测量片的表面接触；所述第二测量组件包括第二千分表，所述第二千分表具有第二探头，所述第二探头位于所述待测滚动轴承的外圈的前方，所述第二探头在所述待测滚动轴承的中心轴线所在的水平面上穿过所述前座与所述待测滚动轴承的外周面接触。

11.根据权利要求1所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述支架组件还包括底座，所述前支架和所述后支架的下端固定在所述底座上。

12.根据权利要求11所述的滚动轴承径向刚度测量装置，其特征在于，所述支架组件还包括安全杆，所述安全杆的两端分别预紧固定在所述前支架和所述后支架的上部。

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