CN111999059B - 一种轴承打滑率测试用装置及使用该装置的测试系统 - Google Patents

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CN111999059B CN202010912147.3A CN202010912147A CN111999059B CN 111999059 B CN111999059 B CN 111999059B CN 202010912147 A CN202010912147 A CN 202010912147A CN 111999059 B CN111999059 B CN 111999059B
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Abstract

本发明涉及一种轴承打滑率测试用装置及使用该装置的测试系统,轴承打滑率测试用装置包括:测试座、预紧螺母、轴承座、端盖、无刷电机内定子、无刷电机外转子、霍尔传感器和测试窗;测试座前侧凸出布置有支撑轴;预紧螺母用于旋装在支撑轴前侧,以将待测轴承的内圈预紧固定在支撑轴上;轴承座具有轴承座孔,端盖固定在轴承座的端部,以使待测轴承固定装配在轴承座内;无刷电机内定子具有定子连接部和定子中心孔,定子连接部与测试座固定装配;无刷电机外转子具有转子连接部和转子中心孔,转子连接部与轴承座固定装配;测试窗用于暴露待测轴承的保持架相应端面的标记,以供外置的摄像机拍摄,上述测试用装置具有测量精度高,通用性好的优点。

Description

一种轴承打滑率测试用装置及使用该装置的测试系统
技术领域
本发明涉及一种轴承打滑率测试用装置及使用该装置的测试系统。
背景技术
轴承保持架打滑时会影响轴承正常运转,造成轴承振动噪音增大、摩擦功耗升高,甚至导致轴承精度的丧失和失效,因此,确定保持架的打滑率大小对轴承的合理使用至关重要。目前轴承打滑率的测量方法,一般都是基于滚动体公转转速等于保持架转速的假设理论,使用传感器测量滚动体公转转速,代替保持架转速。
如申请公布号为CN110514443A的发明专利申请中公开的保持架打滑率测量方法,该测量方法是基于弱磁探测传感器探头实现的,通过磁探测传感器探头采集滚动体和轴承的内圈产生的混合磁场信息,得到滚动体的实际转速,滚动体的实际转速代替保持架转速。一方面,由于保持架结构兜孔引导间隙的存在,测量结果有一定误差,另一方面,该测量方法只能适用于保持架导磁率为零,外圈、内圈和滚动体均由金属材料制成的轴承,适用范围较窄、通用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴承打滑率测试用装置,以解决现有技术中轴承打滑率测试用装置存在的测量误差大、通用性差的技术问题;本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的轴承打滑率测试系统。
为实现上述目的,本发明轴承打滑率测试用装置的技术方案是:
轴承打滑率测试用装置包括:
测试座,测试座前侧凸出布置有支撑轴,支撑轴沿前后方向延伸,支撑轴用于适配待测轴承的内圈;
预紧螺母,用于旋装在支撑轴前侧,以将待测轴承的内圈预紧固定在支撑轴上;
轴承座组件,包括轴承座和端盖,轴承座具有轴承座孔,轴承座孔用于适配待测轴承的外圈,端盖固定在轴承座的端部,以使待测轴承固定装配在所述轴承座内;
无刷电机内定子,具有定子连接部和定子中心孔,定子连接部与测试座固定装配,以使支撑轴位于定子 中心孔内;
无刷电机外转子,具有转子连接部和转子中心孔,在轴承座通过待测轴承转动套装在支撑轴上时,转子连接部与轴承座固定装配,以使无刷电机内定子位于转子中心孔内,进而使得无刷电机内定子和无刷电机外转子配合使用;
霍尔传感器,用于检测无刷电机外转子的转速;
测试窗,设置在所述轴承座组件上,用于暴露待测轴承的保持架相应端面的标记,以供外置的摄像机拍摄。
本发明的有益效果是:通过霍尔传感器测得无刷电机外转子的转速,待测轴承的外圈转速等于无刷电机外转子的转速,由待测轴承的外圈转速及待测轴承的相关参数,可以计算得到保持架的理论转速;待测轴承转动时,通过摄像机拍摄保持架相应端面标记的位置,能得到保持架的实际转速,最终通过计算得到保持架的打滑率。一方面,由于保持架的转速是通过直接测量保持架得到的,与现有技术中相比,其测量精度更高;另一方面,测试时只需在保持架的端面做标记,通过检测标记的位置得到保持架的转速,与现有技术相比,本发明的测试用装置使用范围更广,通用性好。此外,无刷电机内定子和无刷电机外转子通过待测轴承装配在一起,并通过待测轴承支撑无刷电机外转子,使得装配有待测轴承的测试用装置整体形成无刷电机,整体结构简单,测试时运行稳定性好,有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述定子中心孔的孔径大于所述轴承座的外径,所述支撑轴上设有朝前的支撑台阶,支撑台阶用于支撑待测轴承的内圈,并与预紧螺母配合使用以将待测轴承的内圈固定在支撑轴上;
支撑台阶位于支撑轴的后部以靠近测试座布置,在无刷电机内定子固定装配在测试座前侧时,支撑台阶位于定子中心孔中,进而使得至少待测轴承的一部分位于所述定子中心孔中。
有益效果:在待测轴承装配在测试用装置上后,有利于降低测试用装置的轴向尺寸,提高测试过程待测轴承的运行稳定性,进而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述无刷电机外转子的前端设有端部挡沿,该端部挡沿作为所述转子连接部,用于与轴承座固定装配;
所述轴承座的外周面上设有固定连接部,在无刷电机外转子和轴承座固定装配时,固定连接部位于所述端部挡沿的后侧,端部挡沿位于所述无刷电机内定子的前侧。
有益效果:在待测轴承装配在测试用装置上后,有利于进一步降低测试用装置的轴向尺寸,提高测试过程待测轴承的运行稳定性,进而有利于进一步提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述端部挡沿围成定位孔,所述定位孔与所述轴承座插装配合。
有益效果:定位孔与轴承座插装配合,能更好的保证无刷电机外转子和轴承座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述测试座和支撑轴分体设置,所述测试座和支撑轴中的其中一个上设有定位槽,另一个上设有定位头,定位头插装在定位槽内并与定位槽定位配合。
有益效果:测试座和支撑轴分体设置,方便单独进行设计加工;通过定位槽和定位头的定位配合,能更好的保证支撑轴和测试座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述测试座上设有定位环台,所述定子中心孔与所述定位环台插装配合。
有益效果:定子中心孔与定位环台插装配合,能更好的保证无刷电机内定子和测试座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述轴承座的轴向一端设有内翻沿,另一端固定所述端盖,通过端盖和内翻沿配合对待测轴承进行轴向定位。
有益效果:内翻沿的设置可以省掉一个端盖,从而省去一个端盖与轴承座的固定连接,有利于提高轴承打滑率测试用装置的装配效率。
作为优选的技术方案,所述无刷电机内定子的后端设有外翻沿,所述外翻沿构成所述的定子连接部。
有益效果:通过外翻沿方便进行无刷电机内定子与测试座的固定装配。
作为优选的技术方案,所述轴承打滑率测试用装置用于配对角接触球轴承的打滑率测试,所述轴承打滑率测试用装置还包括隔离环,所述隔离环用于设置在配对的两个角接触球轴承的外圈之间。
有益效果:能实现对配对角接触球轴承的打滑率测量,通用性更好。
为实现上述目的,本发明轴承打滑率测试系统的技术方案是:
轴承打滑率测试系统包括:轴承打滑率测试用装置和摄像机,所述轴承打滑率测试用装置包括:
测试座,测试座前侧凸出布置有支撑轴,支撑轴沿前后方向延伸,支撑轴用于适配待测轴承的内圈;
预紧螺母,用于旋装在支撑轴前侧,以将待测轴承的内圈预紧固定在支撑轴上;
轴承座组件,包括轴承座和端盖,轴承座具有轴承座孔,轴承座孔用于适配待测轴承的外圈,端盖固定在轴承座的端部,以使待测轴承固定装配在所述轴承座内;
无刷电机内定子,具有定子连接部和定子中心孔,定子连接部与测试座固定装配,以使支撑轴位于定子 中心孔内;
无刷电机外转子,具有转子连接部和转子中心孔,在轴承座通过待测轴承转动套装在支撑轴上时,转子连接部与轴承座固定装配,以使无刷电机内定子位于转子中心孔内,进而使得无刷电机内定子和无刷电机外转子配合使用;
霍尔传感器,用于检测无刷电机外转子的转速;
测试窗,设置在所述轴承座组件上,用于暴露待测轴承的保持架相应端面的标记,以供外置的摄像机拍摄。
本发明的有益效果是:通过霍尔传感器测得无刷电机外转子的转速,待测轴承的外圈转速等于无刷电机外转子的转速,由待测轴承的外圈转速及待测轴承的相关参数,可以计算得到保持架的理论转速;待测轴承转动时,通过摄像机拍摄保持架相应端面标记的位置,能得到保持架的实际转速,最终通过计算得到保持架的打滑率。一方面,由于保持架的转速是通过直接测量保持架得到的,与现有技术中相比,其测量精度更高;另一方面,测试时只需在保持架的端面做标记,通过检测标记的位置得到保持架的转速,与现有技术相比,本发明的测试用装置使用范围更广,通用性好。此外,无刷电机内定子和无刷电机外转子通过待测轴承装配在一起,并通过待测轴承支撑无刷电机外转子,使得装配有待测轴承的测试用装置整体形成无刷电机,整体结构简单,测试时运行稳定性好,有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述定子中心孔的孔径大于所述轴承座的外径,所述支撑轴上设有朝前的支撑台阶,支撑台阶用于支撑待测轴承的内圈,并与预紧螺母配合使用以将待测轴承的内圈固定在支撑轴上;
支撑台阶位于支撑轴的后部以靠近测试座布置,在无刷电机内定子固定装配在测试座前侧时,支撑台阶位于定子中心孔中,进而使得至少待测轴承的一部分位于所述定子中心孔中。
有益效果:在待测轴承装配在测试用装置上后,有利于降低测试用装置的轴向尺寸,提高测试过程待测轴承的运行稳定性,进而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述无刷电机外转子的前端设有端部挡沿,该端部挡沿作为所述转子连接部,用于与轴承座固定装配;
所述轴承座的外周面上设有固定连接部,在无刷电机外转子和轴承座固定装配时,固定连接部位于所述端部挡沿的后侧,端部挡沿位于所述无刷电机内定子的前侧。
有益效果:在待测轴承装配在测试用装置上后,有利于进一步降低测试用装置的轴向尺寸,提高测试过程待测轴承的运行稳定性,进而有利于进一步提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述端部挡沿围成定位孔,所述定位孔与所述轴承座插装配合。
有益效果:定位孔与轴承座插装配合,能更好的保证无刷电机外转子和轴承座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述测试座和支撑轴分体设置,所述测试座和支撑轴中的其中一个上设有定位槽,另一个上设有定位头,定位头插装在定位槽内并与定位槽定位配合。
有益效果:测试座和支撑轴分体设置,方便单独进行设计加工;通过定位槽和定位头的定位配合,能更好的保证支撑轴和测试座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述测试座上设有定位环台,所述定子中心孔与所述定位环台插装配合。
有益效果:定子中心孔与定位环台插装配合,能更好的保证无刷电机内定子和测试座的装配精度,从而有利于提高测试精度。
作为优选的技术方案,所述轴承座的轴向一端设有内翻沿,另一端固定所述端盖,通过端盖和内翻沿配合对待测轴承进行轴向定位。
有益效果:内翻沿的设置可以省掉一个端盖,从而省去一个端盖与轴承座的固定连接,有利于提高轴承打滑率测试用装置的装配效率。
作为优选的技术方案,所述无刷电机内定子的后端设有外翻沿,所述外翻沿构成所述的定子连接部。
有益效果:通过外翻沿方便进行无刷电机内定子与测试座的固定装配。
作为优选的技术方案,所述轴承打滑率测试用装置用于配对角接触球轴承的打滑率测试,所述轴承打滑率测试用装置还包括隔离环,所述隔离环用于设置在配对的两个角接触球轴承的外圈之间。
有益效果:能实现对配对角接触球轴承的打滑率测量,通用性更好。
附图说明
图1为本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例1的结构示意图;
图2为本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例1中保持架的标记点在X轴上的投影示意图;
图3为本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例2的结构示意图。
图中:1-轴承座;2-第一角接触球轴承;3-支撑轴;4-预紧螺母;5-保持架;6-无刷电机内定子;7-无刷电机外转子;8-隔离环;9-第二角接触球轴承;10-端盖;11-测试座;101-内翻沿;102-连接环板;103-测试窗;301-支撑台阶;302-法兰;601-外翻沿;602-定子中心孔; 701-端部挡沿;702-转子中心孔;1101-定位槽;1102-定位环台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例1:
如图1所示,轴承打滑率测试用装置包括测试座11、轴承座1、支撑轴3、预紧螺母4、无刷电机内定子6和无刷电机外转子7。支撑轴3沿前后方向延伸,支撑轴3固定在测试座 11的前侧并凸出测试座11布置,支撑轴3用于适配待测轴承的内圈,预紧螺母4用于旋转在支撑轴3的前侧,以将待测轴承的内圈预紧固定在支撑轴3上。轴承座1设有轴承座孔,轴承座孔用于适配待测轴承的外圈,轴承座1的一端设有内翻沿101,另一端固定有端盖10,端盖10和内翻沿101配合使用,以将待测轴承的外圈固定在轴承座1中,轴承座1和端盖 10组成轴承座组件。无刷电机内定子6与测试座11固定装配,无刷电机外转子7与轴承座1 固定装配,用于驱动待测轴承的外圈转动。
具体的,如图1所示,无刷电机内定子6的后端设有外翻沿601,外翻沿601作为定子连接部,无刷电机内定子6具有定子中心孔602,测试座11上设有定位环台1102,定子中心孔602与定位环台1102插装配合,外翻沿601与测试座11通过螺钉固定装配。无刷电机外转子7的前端设有端部挡沿701,端部挡沿701作为转子连接部,端部挡沿701围成定位孔,轴承座1的外侧面设有连接环板102,连接环板102构成所述的固定连接部,定位孔与轴承座1插装配合,且端部挡沿701与连接环板102通过螺钉固定装配。
如图1所示,在外翻沿601与测试座11固定装配时,外翻沿601位于连接环板102的前侧,端部挡沿701位于无刷电机内定子6的前侧,支撑轴3位于定子中心孔602内,无刷电机内定子6位于转子中心孔702内,从而使无刷电机内定子6和无刷电机外转子7配合使用,使得待测轴承装配在测试用装置上后,通过待测轴承支撑无刷电机外转子7,进而使得待测轴承与测试用装置组装成无刷电机。
如图1所示,上述支撑轴3上设有法兰302,法兰302上设有穿孔(图中未示出),测试座11上开设有螺纹孔(图中未示出),螺钉穿过穿孔与螺纹孔固定连接,将支撑轴3固定在测试座11上。需要说明的是,为避免连接支撑轴3和测试座11的螺钉与端盖10干涉,上述设置在支撑轴3上的穿孔为沉孔。
如图1所示,本实施例中的待测轴承为配对角接触球轴承,两个角接触球轴承轴承分别为第一角接触球轴承2和第二角接触球轴承9,第一角接触球轴承2设置在第二角接触球轴承9的前侧,并通过隔离环8将两个角接触球轴承的外圈隔开。支撑轴3上设有朝前的支撑台阶301,第二角接触球轴承9的内圈后端被支撑台阶301挡止,第一角接触球轴承2的内圈前端被预紧螺母4挡止,从而将配对角接触球轴承的内圈固定在支撑轴3上。第一角接触球轴承2的外圈前端被内翻沿101挡止,第二角接触球轴承9的外圈后端被端盖10挡止,从而将配对角接触球轴承的外圈固定在轴承座1中。
此外,如图1所示,上述支撑台阶301位于支撑轴3的后部以靠近测试座11布置,上述定子中心孔602的孔径大于轴承座3的外径,使得支撑台阶301位于定子中心孔602中。在待测轴承安装在测试用装置上后,上述端部挡沿701位于连接环板102以及无刷电机内定子6的前侧,使得待测轴承的大部分位于转子中心孔702中,以缩小装配后整体的轴向尺寸。
如图1所示,上述内翻沿101所围成的孔的孔径大于保持架5的外径,以使保持架5前端端面的标记暴露,内翻沿101围成所述的测试窗103。为方便支撑轴3与测试座11之间的定位,测试座11上设有定位槽1101,法兰302插装在定位槽1101内并与定位槽1101定位配合,法兰302构成所述的定位头。需要说明的是,通过旋拧预紧螺母4可实现待测轴承的轴向加载以及待测轴承的轴向载荷的调整。
上述无刷电机外转子7的转速为0~±6000rpm,无刷电机外转子7的内侧面固定有永磁体(图中未示出),永磁体采用钐钴稀土永磁材料。无刷电机内定子6的外侧面设有线圈(图中未示出),线圈通电后形成旋转磁场,带动无刷电机外转子7转动。无刷电机内定子6上安装有霍尔传感器(图中未示出),霍尔传感器设有三个,均固定在无刷电机内定子6上,三个霍尔传感器相互间隔120度电角度,并置于磁场内,可以准确检测无刷电机外转子7的位置,并输出无刷电机外转子7的转速。当然,在其他实施例中,也可根据需要选择无刷电机外转子,以使无刷电机外转子的转速满足使用要求,例如选择转速为0~±8000rpm的无刷电机外转子;霍尔传感器的数量也可根据测试精度要求选择,例如,当测试精度要求较低时可仅使用一个霍尔传感器,而当测试精度要求较高时可使用六个或更多数量的霍尔传感器。
使用本发明的轴承打滑率测试用装置进行轴承打滑率测试的过程:
对第一角接触球轴承2的保持架5的一端端面进行标记,标记点共三处,三处标记点与第一角接触球轴承2的轴线距离相等,使得三处标记点形成的圆的圆心即为保持架5的几何中心;将第一角接触球轴承2、隔离环8、第二角接触球轴承9依次装到支撑轴3上,拧紧预紧螺母4,组成轴系;将已装配的轴系装入轴承座1中,拆卸预紧螺母4,使用工具压住第二角接触球轴承9的内圈,取出支撑轴3;将端盖10安装到轴承座1上,并使用螺钉拧紧;将无刷电机外转子7安装到轴承座1上;将支撑轴3、无刷电机内定子6安装到测试座11上;将已装好的轴承座1装到支撑轴3上,使用力矩扳手对预紧螺母4施加扭紧力矩T,通过预紧螺母4对配对角接触球轴承施加轴向预载Fa,由预紧螺母4的扭紧力矩计算公式,已知T 可计算Fa大小。需要说明的是,在进行第一角接触球轴承2和第二角接触球轴承9的装配时,需要注意将第一角接触球轴承2的标记从轴承座1的测试窗103暴露出。
无刷电机外转子7以某一转速ω0旋转,固定在无刷电机内定子6上的霍尔传感器自动检测无刷电机外转子7的转速,即待测轴承的外圈转速ω,使用高速摄像机记录保持架5端面三处标记点的运行轨迹,并通过TEMA软件导出excel数据表,excel数据表为标记点的位置随时间变化的关系,具体为时间与X坐标、Y坐标的散点数据,根据任一标记点的轨迹计算保持架5的转速ωs。需要说明的是,上述直流无刷电机的实际转速ω与额定转速ω0存在偏差,因此,通过霍尔传感器测量无刷电机外转子7的实际转速ω,作为待测轴承的外圈转速ω。
例如,角接触球轴承的滚动体直径为Dw,角接触球轴承的接触角为α,角接触球轴承的节圆直径为dm。使用Phantom v711高速摄像机,摄像机分辨率设置为1280×800时,其拍摄频率最高为7530pps,即可追踪0.00013秒间隔保持架5的位置变化情况;设置拍摄速度每秒 5000帧图像,高速摄像机置于第一角接触球轴承2的正前方,进行拍摄,采集保持架5端面三处标记点的坐标位置。试验测得角接触球轴承的外圈转速为ω,保持架5的转速为ωs。根据计算公式得到保持架5理论转速为:
Figure GDA0003611162800000081
保持架5的打滑率S为:
Figure GDA0003611162800000091
上述保持架5的转速为ωs具体通过以下方式得到:由于运转良好的轴承,其保持架5上任一标记点的轨迹均近似于一个圆形,任取一个标记点的轨迹进行分析,如图2所示,该标记点在X轴的投影均为简谐运动。根据旋转矢量法,保持架5上任一点M在初始位置M0处以初始角ψ开始沿圆周运动,其在X轴上的投影点P的坐标为:
X=a+b cos(ωst+ψ)
式中a为常数,a的大小为保持架5中心位置点相对采集系统坐标原点的偏移量,b为保持架5标记点距离保持架5中心的距离,ωs为保持架5的转速,t为时间,ψ为采集点M的初始位置角,由X点的坐标及上述各参数,通过计算可得保持架5的转速为ωs
由于三点定圆,因此,通过上述三处标记点的位置信息,能得到保持架5几何中心点的动态转速、加速度和运动轨迹。
上述保持架5为聚酰亚胺保持架,使用铅笔对保持架5端面进行三点标记。测试时,为便于拍摄标记点,可使用离子灯作为外部光源。支撑轴3材料为45钢,支撑轴3与角接触球轴承的配合面粗糙度不大于0.8um,支撑轴3与角接触球轴承的内径配合间隙0~0.01mm;轴承座1材料为45钢,轴承座1与角接触球轴承的配合面粗糙度不大于0.8um,轴承座1与角接触球轴承的外径配合间隙0~0.01mm。
本发明的轴承打滑率测试用装置利用待测轴承支撑无刷电机外转子7,使得无刷电机外转子7和无刷电机内定子6组装成无刷电机结构,因此,轴承的转速和加载均不受其他部件的影响,使得测试结果更精确,且有利于简化装置的整体结构。本发明的轴承打滑率测量装置利用预紧螺母4加载,预紧螺母4既作为紧固件固定待测轴承的内圈,又作为轴向加载件,有利于简化装置的整体结构。本发明采用高速摄像机进行保持架5的转速测量,可以准确得出保持架5上标记点的任一时间和位移关系,测量精确、操作简单且实用,此外,保持架5 测量时不需要在保持架5上额外增加其他辅助部件,便可实现保持架5的转速测量,避免了由于其他部件的引入而对保持架5产生附加力,影响保持架5的运转,进而造成保持架5的运转与实际有出入,影响测量结果的精度。
本发明的轴承打滑率测试用装置能精确测量轴承在不同转速、不同预载荷或不同加速度等工况下的外圈转速和保持架5的转速,进而计算保持架5的打滑率;此测试用装置采用非接触方式测量,轴承测试过程与轴承实际运行工况更接近,测量精度更高;同时,此装置能通过测量得到保持架5几何中心点运行轨迹,动态运行速度、加速度,为轴承优化设计和合理应用提供依据。此外,还可依据某一使用条件下的保持架5的打滑率为目标,使用本装置对保持架5的打滑率进行测量,对轴承参数,使用条件进行优化。本装置具有操作方便,实用性强,结果可靠的优点,能够有效解决保持架打滑率测量问题,可以用于轴承检测机构、轴承厂家等单位。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例2:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中支撑轴3上的法兰302外径小于端盖10的外径,需要将法兰302上的穿孔设为沉孔,以避免连接支撑轴3和测试座11的螺钉与端盖10干涉。本实施例中,如图3所示,法兰302的外径大于端盖的外径,在法兰302的位于端盖10径向外侧的部分上设置所述的穿孔,从而避免连接支撑轴3和测试座11的螺钉与端盖干涉。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例3:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1通过预紧螺母对待测轴承进行轴向加载。本实施例中在两个角接触球轴承的内圈之间也设置隔离环,与待测轴承的内圈对应的隔离环为内隔离环、与待测轴承的外圈对应的隔离环为外隔离环,具体试验时,所使用的内隔离环的高度大于外隔离环的高度,而在将两个角接触球轴承装配在测试用装置上时,通过预紧螺母压紧第一角接触球轴承的内圈使内隔离环和外隔离环等高,从而实现对待测轴承的定量的轴向加载。需要说明的是,内隔离环的挤压变形量与预紧螺母拧紧时需要的轴向力具有一一对应关系,需要根据预先设定的加载量设计内隔离环和外隔离环的高度差,进而在预紧螺母压紧内隔离环上使内隔离环与外隔离环等高时,实现对待测轴承的定量加载。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例4:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中测试座和支撑轴通过定位槽和定位头定位配合。本实施例中在测试座上设有多个定位凸块,各定位凸块沿测试座周向间隔布置,支撑轴上的法兰位于各定位凸块围成的空间内并与定位凸块定位配合。即采用定位凸块代替上述实施例1中的定位槽。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例5:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中轴承座的一端设有端部挡沿,另一端连接有端盖,待测轴承的外圈通过端部挡沿和端盖实现固定。本实施例中轴承座上不设置端部挡沿,而在轴承座的两端均设置端盖,待测轴承的外圈通过两个端盖固定在轴承座上。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例6:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中测试用装置用于配对角接触球轴承的保持架打滑率测量。本实施例中测试用装置用于单个圆柱滚子轴承的保持架打滑率测量,此时则不需要隔离环。当然,在其他实施例中,测试用装置还可用于其他类型的轴承中保持架打滑率的测量。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例7:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中端部挡沿位于连接环板的前侧,端部挡沿位于无刷电机内定子的前侧,使得待测轴承的大部分位于转子中心孔内。本实施例中连接环板位于端部挡沿的前侧,端部挡沿位于无刷电机内定子的前侧,在进行轴承座与无刷电机外转子的固定装配时,可由前向后的将轴承座插装入转子中心孔中,使端部挡沿与连接环板挡止配合,并通过螺钉将端部挡沿与连接环板固定连接,实现轴承座和无刷电机外转子的固定装配,当然,此时待测轴承仅小部分位于转子中心孔内。
本发明的轴承打滑率测试用装置的具体实施例8:
其与上述实施例1的区别主要在于:上述实施例1中的无刷电机外转子和轴承座分体设置,并通过螺钉固定。本实施例中的无刷电机外转子和轴承座为一体式结构,此时测试用装置只能适用于待测轴承与支撑轴、轴承座之间配合间隙较大情况,在将待测轴承装配在测试用装置上时,先将上述的待测轴承装配固定到轴承座组件上;然后将无刷电机外转子安装到轴承座上;之后将无刷电机内定子安装到测试座上;最后将已装配好的轴承座装到支撑轴上,并使用力矩扳手将预紧螺母预紧固定在支撑轴上,完成待测轴承在测试用装置上的固定装配。
本发明的轴承打滑率测试系统的具体实施例:
轴承打滑率测试系统包括轴承打滑率测试用装置和摄像机,所述轴承打滑率测试用装置与上述实施例1中的轴承打滑率测试用装置的结构相同,不再赘述。当然,在其他实施例中,轴承打滑率测试用装置也可让采用上述实施例2-8中任一个所述的轴承打滑率测试用装置。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轴承打滑率测试用装置,其特征是,包括:
测试座,测试座前侧凸出布置有支撑轴,支撑轴沿前后方向延伸,支撑轴用于适配待测轴承的内圈;
预紧螺母,用于旋装在支撑轴前侧,以将待测轴承的内圈预紧固定在支撑轴上;
轴承座组件,包括轴承座和端盖,轴承座具有轴承座孔,轴承座孔用于适配待测轴承的外圈,端盖固定在轴承座的端部,以使待测轴承固定装配在所述轴承座内;
无刷电机内定子,具有定子连接部和定子中心孔,定子连接部与测试座固定装配,以使支撑轴位于定子 中心孔内;
无刷电机外转子,具有转子连接部和转子中心孔,在轴承座通过待测轴承转动套装在支撑轴上时,转子连接部与轴承座固定装配,以使无刷电机内定子位于转子中心孔内,进而使得无刷电机内定子和无刷电机外转子配合使用;
霍尔传感器,用于检测无刷电机外转子的转速;
测试窗,设置在所述轴承座组件上,用于暴露待测轴承的保持架相应端面的标记,以供外置的摄像机拍摄。
2.根据权利要求1所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述定子中心孔的孔径大于所述轴承座的外径,所述支撑轴上设有朝前的支撑台阶,支撑台阶用于支撑待测轴承的内圈,并与预紧螺母配合使用以将待测轴承的内圈固定在支撑轴上;
支撑台阶位于支撑轴的后部以靠近测试座布置,在无刷电机内定子固定装配在测试座前侧时,支撑台阶位于定子中心孔中,进而使得至少待测轴承的一部分位于所述定子中心孔中。
3.根据权利要求2所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述无刷电机外转子的前端设有端部挡沿,该端部挡沿作为所述转子连接部,用于与轴承座固定装配;
所述轴承座的外周面上设有固定连接部,在无刷电机外转子和轴承座固定装配时,固定连接部位于所述端部挡沿的后侧,端部挡沿位于所述无刷电机内定子的前侧。
4.根据权利要求3所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述端部挡沿围成定位孔,所述定位孔与所述轴承座插装配合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述测试座和支撑轴分体设置,所述测试座和支撑轴中的其中一个上设有定位槽,另一个上设有定位头,定位头插装在定位槽内并与定位槽定位配合。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述测试座上设有定位环台,所述定子中心孔与所述定位环台插装配合。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述轴承座的轴向一端设有内翻沿,另一端固定所述端盖,通过端盖和内翻沿配合对待测轴承进行轴向定位。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述无刷电机内定子的后端设有外翻沿,所述外翻沿构成所述的定子连接部。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,其特征是,所述轴承打滑率测试用装置用于配对角接触球轴承的打滑率测试,所述轴承打滑率测试用装置还包括隔离环,所述隔离环用于设置在配对的两个角接触球轴承的外圈之间。
10.轴承打滑率测试系统,其特征是,包括:轴承打滑率测试用装置和摄像机,所述轴承打滑率测试用装置采用权利要求1-9中任一项所述的轴承打滑率测试用装置,所述摄像机用于通过测试窗拍摄待测轴承的保持架相应端面的标记位置,进而得到保持架的转速。
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