CN111855206A - 轴承疲劳检测设备及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种轴承疲劳检测设备及其检测方法，涉及检测设备的领域，检测设备包括机架、扭矩传感器，所述机架上设有垫块，所述垫块的顶面包括倾斜面，所述倾斜面上承托有安装架，所述安装架上设有驱动电机、由驱动电机驱动转动的安装座，所述安装座用于安装待检测的轴承，所述安装座、驱动电机间通过扭矩传感器建立传动，所述机架上还设有压头，所述压头、安装座分别用于与待检测轴承的两个环固定。所述安装座与安装架间通过设置基准轴承建立转动连接。本检测设备能检测轴承处于径向受力的转动状态时的阻力；垫块能方便地进行更换，从而调节轴承检测时受到的径向力大小；通过本检测方法，对轴承转动阻力检测的准确性高。

Description

轴承疲劳检测设备及其检测方法
技术领域
本申请涉及检测设备的领域，尤其是涉及一种轴承疲劳检测设备及其检测方法。
背景技术
轴承生产完成后需要抽样进行疲劳检测，运行较长时间的轴承也可进行疲劳检测，以确定轴承的性能指标，或确定轴承是否需要更换。轴承的疲劳强度一般体现在转动阻力的变化上。
相关技术中对于轴承的疲劳检测，一般通过电机驱动轴承转动、用扭矩传感器检测轴承的转动阻力的方式实现。
上述中的相关技术只能检测轴承正常转动时的转动阻力，存在局限性，无法检测出轴承处于径向受力的转动状态时的阻力。
发明内容
为了检测轴承处于径向受力的转动状态时的阻力，本申请提供一种轴承疲劳检测设备及其检测方法。
第一方面，本申请提供的一种轴承疲劳检测设备，采用如下的技术方案：
一种轴承疲劳检测设备，包括机架、扭矩传感器，所述机架上设有垫块，所述垫块的顶面包括倾斜面，所述倾斜面上承托有安装架，所述安装架上设有驱动电机、由驱动电机驱动转动的安装座，所述安装座用于安装待检测的轴承，所述安装座、驱动电机间通过扭矩传感器建立传动，所述机架上还设有压头，所述压头、安装座分别用于与待检测轴承的两个环固定。
通过采用上述技术方案，检测时，压头将待检测的轴承压紧于安装座上，压头、安装座分别通过静摩擦力与待检测轴承的两个环固定。启动驱动电机，驱动电机带动安装座转动，则待检测轴承的内外两环间产生相对转动。安装座的转动阻力来自待检测的轴承，扭矩传感器检测到扭矩并传给系统，扭矩传感器检测出的扭矩值可直接作为轴承的转动阻力判断指标，也可根据轴承尺寸换算成力，作为检测轴承的转动阻力。
由于垫块通过倾斜面承托安装架，倾斜面使安装架、安装座处于倾斜状态，检测轴承的转动轴线偏离于竖直方向，压头作用于轴承的压力对轴承产生了径向力，则本检测设备能检测轴承处于径向受力的转动状态时的阻力。通过更换不同倾斜面斜度的垫块，能调节轴承检测时受到的径向力大小。
优选的，所述垫块沿安装架的周向至少设置有两个，所述安装架位于安装座的下方，所述机架设有供安装架穿过的活动槽。
通过采用上述技术方案，垫块对安装架的承托效果较好，安装架不会滑离机架，较为安全。
优选的，所述安装座与安装架间通过设置基准轴承建立转动连接。
通过采用上述技术方案，基准轴承在安装座、安装架间建立转动连接，提高安装座转动的稳定性；基准轴承的转动阻力能通过实验确定，不易对检测的准确性产生影响。
优选的，所述机架设有驱动源、由驱动源驱动滑动的顶座，所述顶座的滑动方向正对安装座，所述压头设置于顶座上。
通过采用上述技术方案，驱动源能驱动压头靠近或远离安装架，压头远离安装架后，方便人对检测的轴承进行取放。
优选的，所述压头和顶座间通过设置铰接轴建立转动连接，所述铰接轴的轴向与倾斜面平行，所述压头能顺应倾斜面的倾斜角度绕铰接轴转动。
通过采用上述技术方案，当压头压于轴承上时，通过铰接轴的转动连接作用，压头能顺应倾斜面的倾斜角度自适应转动，使压头、待检测轴承间以面接触的方式相抵，提高压头、轴承接触的稳固性。
优选的，所述机架上固定有至少两根滑轨，所述滑轨沿顶座的周向分布，所述滑轨的长度方向沿顶座的滑动方向，所述顶座固定有导向块，所述顶座通过导向块与滑轨建立滑动连接，每根所述滑轨上的导向块数量至少为两个。
通过采用上述技术方案，多根滑轨、多个导向块提高了顶座与机架滑动连接的稳定性，且顶座能承受较大的水平方向的力。
优选的，所述顶座、安装架相互正对的端面分别设有吊环。
通过采用上述技术方案，上下吊环间可安装铁链或吊带，更换垫块时，先向下移动顶座，然后在上下吊环间安装链条；通过驱动源驱使顶座向上移动，则顶座通过链条拉动整个安装架向上移动，安装架与垫块分离，然后可对垫块进行更换。通过吊环、链条的配合使用，方便了垫块的更换。
优选的，沿所述倾斜面的倾斜方向，所述安装架两侧的垫块上分别固定有限位块，所述安装架的背向两侧壁设有供限位块进入的限位槽。
通过采用上述技术方案，当安装架放置于垫块上时，限位块与限位槽的配合限制了安装架、垫块在水平面上产生相对滑动，提高安装架放置于垫块的稳固性。
第二方面，本申请提供一种轴承疲劳检测方法，采用如下的技术方案：
一种轴承疲劳检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：准备步骤，压头预先位于远离安装座的位置，人员选择所需倾斜面倾斜度的垫块安装于机架上，然后将安装架放置于倾斜面上，在安装座上安装待检测的轴承；
步骤S2；移动压头使其与待检测的轴承接触，压头、安装座分别与待检测轴承的两个环固定；
步骤S3：启动驱动电机，通过扭矩传感器输出的信号判断待检测轴承的转动阻力。
通过采用上述技术方案，倾斜面使安装座处于倾斜状态，检测轴承的转动轴线偏离于竖直方向，压头作用于轴承的压力对轴承产生了径向力，则本检测方法能模拟轴承处于径向受力的转动状态时的阻力。
优选的，还包括步骤S1前的校准步骤：基准轴承与待检测的轴承型号相同，使用倾斜面为水平面的垫块，取另一基准轴承作为待检测轴承进行检测，扭矩传感器检测到的转动阻力值为F0，校准步骤完成后取下安装座上的轴承、更换检测用垫块；
所述步骤S3完成后，扭矩传感器检测到的转动阻力F1，则检测的轴承的转动阻力为F1-F0/2，检测的轴承的转动阻力与标准轴承的差值为F1-F0。
通过采用上述技术方案，校准步骤能较为准确地检测出基准轴承的转动阻力，提高检测的准确性。若校准步骤检测出的F0与上次校准步骤检测的F0有明显变化，则表示基准轴承需要换新。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本检测设备能检测轴承处于径向受力的转动状态时的阻力；
2.垫块能方便地进行更换，从而调节轴承检测时受到的径向力大小；
3.通过本检测方法，对轴承转动阻力检测的准确性高。
附图说明
图1是实施例的轴承疲劳检测设备的整体图。
图2是实施例的局部图。
图3是实施例的爆炸图。
图4是实施例处于检测状态的剖视图。
附图标记说明：1、机架；21、驱动源；2、顶座；3、安装架；31、安装座；22、压头；11、活动槽；12、固定块；121、固定槽；13、垫块；131、倾斜面；132、限位块；32、限位槽；14、螺纹座；141、螺杆；133、螺纹孔；33、驱动电机；34、扭矩传感器；35、传动轴；36、基准轴承；15、滑轨；23、导向块；4、吊环；221、铰接轴。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种轴承疲劳检测设备。参照图1，轴承疲劳检测设备包括机架1，机架1设有驱动源21、由驱动源21驱动滑动的顶座2，顶座2的滑动方向沿竖直方向。机架1上位于顶座2下方设有安装架3，安装架3上设有用于安装待检测轴承的安装座31，顶座2的底部设有压头22，安装座31位于压头22的正下方，驱动源21驱使顶座2移动时，压头22能靠近或远离安装座31。
参照图2和图3，安装座31位于安装架3的顶部，安装座31顶部通过设槽的方式供轴承放置。机架1的中部设有供安装架3穿过的活动槽11，活动槽11的尺寸大于安装架3对应位置的横截面尺寸。活动槽11两旁的机架1上分别固定有一对固定块12，每对固定块12之间形成固定槽121，固定槽121内放置有垫块13，每对固定块12将对应的垫块13限位于期间。
垫块13可以更换，垫块13的顶面包括倾斜面131，不同垫块13的倾斜面131倾斜角度不同，也可选择倾斜面131沿水平方向的垫块13。倾斜面131的倾斜方向沿固定槽121的长度方向，沿倾斜面131的倾斜方向，垫块13的两端顶部分别固定有限位块132，限位块132向上凸出于倾斜面131。安装架3放置于倾斜面131上，垫块13通过倾斜面131完全承托安装架3、安装座31的重量，安装架3的背向两侧壁设有供限位块132进入的限位槽32。当安装架3放置于垫块13上时，限位块132与限位槽32的配合限制了安装架3、垫块13在水平面上产生相对滑动。
机架1上固定有螺纹座14，螺纹座14螺纹连接有螺杆141，螺杆141的长度方向沿倾斜面131的长度方向，螺杆141通过端部抵接安装架3的侧壁。人员可通过拧动螺杆141进一步对垫块13上的安装架3进行定位，防止安装架3与垫块13间产生相对位移。限位块132背离倾斜面131的侧壁上设有螺纹孔133，螺纹孔133贯穿限位块132，人员可在螺纹孔133内拧入螺栓，螺栓通过端部抵接限位槽32的侧壁，进一步使安装架3、垫块13定位准确，同时防止安装架3与垫块13间产生相对位移。
参照图3和图4，安装架3从活动槽11内向下延伸，活动槽11下方的安装架3上固定有驱动电机33、扭矩传感器34，扭矩传感器34位于安装座31、驱动电机33之间。驱动电机33的输出轴竖直朝上，驱动电机33的输出轴固定有传动轴35，传动轴35分为两段，扭矩传感器34在两段传动轴35间建立传动，传动轴35转动时扭矩传感器34检测出扭矩并输出信号至系统。传动轴35的上端固定连接于安装座31，传动轴35转动时带动安装座31一起转动，安装座31、安装架3间通过设置基准轴承36建立转动连接，基准轴承36为标准件，其转动阻力可通过实验的方式测得，在此不作赘述。
参照图1和图2，驱动源21可为气缸或油缸或电缸，也可为电机丝杆机构。机架1上固定有两根滑轨15，滑轨15沿顶座2的周向分布，滑轨15的长度方向沿顶座2的滑动方向。顶座2的两侧固定有多个导向块23，顶座2通过导向块23与滑轨15建立滑动连接，每根滑轨15上的导向块23数量至少为两个。这样设置提高了顶座2与机架1滑动连接的稳定性，且能承受较大的水平方向的力。顶座2、安装架3相互正对的端面分别固定有吊环4，上下吊环4间可安装铁链或吊带。
参照图3和图4，压头22和顶座2间通过设置铰接轴221建立转动连接，铰接轴221的轴向与倾斜面131平行，且与两个垫块13的连接方向平行。压头22能顺应倾斜面131的倾斜角度绕铰接轴221转动。本实施例的待检测轴承为推力轴承，压头22的底面为平面，压头22的底面、安装座31分别与轴承的两个环接触。
本申请实施例还公开一种轴承疲劳检测方法。轴承疲劳检测方法包括以下步骤：
步骤S1：准备步骤，压头22预先位于远离安装座31的位置，人员选择所需倾斜面131倾斜度的垫块13安装于机架1上，然后将安装架3放置于倾斜面131上，则整个安装架3、安装座31顺应倾斜面131产生倾斜。然后在安装座31上安装待检测的轴承。
步骤S2；驱动源21驱使顶座2向下移动，直至压头22压于待检测的轴承上；通过铰接轴221的转动连接作用，压头22能自适应转动，压头22通过底面可靠压于轴承上。在压头22下压力的作用下，压头22、安装座31分别通过静摩擦力与待检测轴承的两个环固定。
步骤S3：启动驱动电机33，驱动电机33通过传动轴35带动安装座31转动，则基准轴承36的内外两环间产生相对转动，待检测轴承的内外两环间也产生相对转动。安装座31的转动阻力来自基准轴承36和检测中的轴承。
驱动电机33持续运转一定时间，人员通过扭矩传感器34输出的信号判断待检测轴承的转动阻力。人员可通过实验预先制作好扭矩传感器34输出的信号、检测的轴承的转动阻力对照表，以方便得出轴承的转动阻力。扭矩传感器34检测出的扭矩值可直接作为轴承的转动阻力判断指标，也可根据轴承尺寸换算成力，作为检测轴承的转动阻力。
综上，倾斜面131使安装座31处于倾斜状态，检测轴承的转动轴线偏离于竖直方向，压头22作用于轴承的压力对轴承产生了径向力，则本检测设备能模拟轴承处于径向受力的转动状态时的阻力。通过更换不同倾斜面131斜度的垫块13、或改变压头22的下压力，能调节轴承检测时受到的径向力大小。使用倾斜面131沿水平方向的垫块13时，本设备可对径向不受力时的轴承进行阻力检测，本检测设备仍具有基本功能。
步骤S1前可选择进行校准步骤，校准步骤可间隔多次轴承检测后进行一次。校准步骤如下：
首先确保使用的基准轴承36与待检测的轴承型号相同，且基准轴承36工况良好。使用倾斜面131为水平面的垫块13，取另一基准轴承36作为待检测轴承进行检测，扭矩传感器34检测到的转动阻力值为F0。校准步骤模拟了检测轴承、基准轴承36轴向受力的情况，由于两个轴承的状况均良好，则可确定单个基准轴承36的转动阻力为F0/2。校准步骤完成后取下安装座31上的轴承、更换检测用垫块13。
步骤S3完成后，扭矩传感器34检测到的转动阻力为F1，则检测的轴承的转动阻力为F1-F0/2，检测的轴承的转动阻力与标准轴承的差值为F1-F0。通过校准步骤，能提高检测结果的准确性。
由于基准轴承36仅在检测时才运行，基准轴承36的使用时间远低于待检测的轴承，且基准轴承36受到的径向力较小，则基准轴承36工况良好，能使用较长时间无需更换。若校准步骤检测出的F0与上次校准步骤检测的F0有明显变化，则需更换全新的基准轴承36，以确保设备的检测准确性。
更换垫块13的步骤：先向下移动顶座2，然后在上下吊环4间安装链条；通过驱动源21驱使顶座2向上移动，则顶座2通过链条拉动整个安装架3向上移动，安装架3与垫块13分离。当安装架3与垫块13分离较远后，即可对垫块13进行更换。通过吊环4、链条的配合使用，方便了垫块13的更换。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承疲劳检测设备，包括机架(1)、扭矩传感器(34)，其特征在于：所述机架(1)上设有垫块(13)，所述垫块(13)的顶面包括倾斜面(131)，所述倾斜面(131)上承托有安装架(3)，所述安装架(3)上设有驱动电机(33)、由驱动电机(33)驱动转动的安装座(31)，所述安装座(31)用于安装待检测的轴承，所述安装座(31)、驱动电机(33)间通过扭矩传感器(34)建立传动，所述机架(1)上还设有压头(22)，所述压头(22)、安装座(31)分别用于与待检测轴承的两个环固定。
2.根据权利要求1所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述垫块(13)沿安装架(3)的周向至少设置有两个，所述安装架(3)位于安装座(31)的下方，所述机架(1)设有供安装架(3)穿过的活动槽(11)。
3.根据权利要求1所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述安装座(31)与安装架(3)间通过设置基准轴承(36)建立转动连接。
4.根据权利要求1所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述机架(1)设有驱动源(21)、由驱动源(21)驱动滑动的顶座(2)，所述顶座(2)的滑动方向正对安装座(31)，所述压头(22)设置于顶座(2)上。
5.根据权利要求4所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述压头(22)和顶座(2)间通过设置铰接轴(221)建立转动连接，所述铰接轴(221)的轴向与倾斜面(131)平行，所述压头(22)能顺应倾斜面(131)的倾斜角度绕铰接轴(221)转动。
6.根据权利要求4所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述机架(1)上固定有至少两根滑轨(15)，所述滑轨(15)沿顶座(2)的周向分布，所述滑轨(15)的长度方向沿顶座(2)的滑动方向，所述顶座(2)固定有导向块(23)，所述顶座(2)通过导向块(23)与滑轨(15)建立滑动连接，每根所述滑轨(15)上的导向块(23)数量至少为两个。
7.根据权利要求4所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：所述顶座(2)、安装架(3)相互正对的端面分别设有吊环(4)。
8.根据权利要求1所述的轴承疲劳检测设备，其特征在于：沿所述倾斜面(131)的倾斜方向，所述安装架(3)两侧的垫块(13)上分别固定有限位块(132)，所述安装架(3)的背向两侧壁设有供限位块(132)进入的限位槽(32)。
9.一种轴承疲劳检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：准备步骤，压头(22)预先位于远离安装座(31)的位置，人员选择所需倾斜面(131)倾斜度的垫块(13)安装于机架(1)上，然后将安装架(3)放置于倾斜面(131)上，在安装座(31)上安装待检测的轴承；
步骤S2；移动压头(22)使其与待检测的轴承接触，压头(22)、安装座(31)分别与待检测轴承的两个环固定；
步骤S3：启动驱动电机(33)，通过扭矩传感器(34)输出的信号判断待检测轴承的转动阻力。
10.根据权利要求9所述的轴承疲劳检测方法，其特征在于：还包括步骤S1前的校准步骤：基准轴承(36)与待检测的轴承型号相同，使用倾斜面(131)为水平面的垫块(13)，取另一基准轴承(36)作为待检测轴承进行检测，扭矩传感器(34)检测到的转动阻力值为F0，校准步骤完成后取下安装座(31)上的轴承、更换检测用垫块(13)；
所述步骤S3完成后，扭矩传感器(34)检测到的转动阻力F1，则检测的轴承的转动阻力为F1-F0/2，检测的轴承的转动阻力与标准轴承的差值为F1-F0。
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