CN112834219A - 一种轴承试验机用加载工装总成及加载试验轴承的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承试验机用加载工装总成，包括动力组件、压涨组件以及设于压涨组件一侧的轴向加载组件；所述压涨组件设于待检测轴承的内径处，所述轴向加载组件设于所述动力组件的输出端；通过轴向加载组件对待试验轴承的预固定，结合支撑轴的定位，将待试验轴承周向定位后，利用压涨组件对带试验轴承的内径进行涨紧，通过轴承内圈和外圈的分别定位后进行内圈涨紧，实现精确安装，利用拆卸驱动部可快速对压涨组件进行拆卸，配合锥面设置的锁紧部实现快速拆卸与压涨。

Description

一种轴承试验机用加载工装总成及加载试验轴承的方法

技术领域

本发明涉及高铁轴承试验设备，尤其涉及一种轴承试验机用加载工装总成加载试验轴承的方法。

背景技术

高铁轴承例行试验环节的设立，是为了确保国产高铁轴承装车不出现任何问题，作为轴承产品出厂前的最后一道保障措施，使轴承在装车之前达到最佳状态，且对轴承组装参数的研究具有实际意义，试验轴承与轴的安装结构为过盈结构，过盈量大约0.05mm，如采取冷压装，则在装配和拆卸过程中，不可避免的会对轴承内圈造成摩擦损伤；例行试验主要为短时间的试验，一般为10-60分钟不等，所以实验过程既要保证安装的准确性，又要保证实现无损检测，同时还需要保证快速的拆卸轴承，提高生产效率。

中国专利CN 207472569 U公开了一种便拆装式轴承试验机用工装总成，其试验工装包括试验芯轴及旋转支承机构，工装安装座包括带半圆形筒腔的基座，基座的筒腔径向开口上盖设有固定压盖，基座的筒腔轴向两端设有轴向端盖，轴向端盖与基座、固定压盖可拆卸连接，经轴向端盖、基座、固定压盖围成工装固定腔，两个轴向端盖中心设有供试验芯轴显露的轴向通口，轴向通口沿径向向上贯通轴向端盖形成径向通槽，试验芯轴上经待测轴承支承有径向加载衬套，径向加载衬套周向定位安装在工装固定腔内，旋转支承机构包括分设于径向加载衬套轴向两侧的支承轴承组件，在固定压盖上沿径向滑动设有抵接于径向加载衬套上的径向加载轴。

但是该技术方案中需要通过若干螺栓固定试验轴承，拆卸困难并且无法保证安装精度，影响试验结果的准确性，不适用于快速拆卸的轴承试验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种轴承试验机用加载工装总成，通过轴向加载组件对待试验轴承的预固定，结合支撑轴的定位，将待试验轴承周向定位后，利用压涨组件对待试验轴承的内径进行涨紧，通过轴承内圈和外圈的分别定位后进行内圈涨紧，实现精确安装，利用拆卸驱动部可快速对压涨组件进行拆卸，配合锥面设置的锁紧部实现快速拆卸与压涨；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，包括动力组件、压涨组件以及设于压涨组件一侧的轴向加载组件；所述压涨组件设于待检测轴承的内径处，所述轴向加载组件设于所述动力组件的输出端；

所述压涨组件包括连接套、锁紧部以及轴向移动调节件，所述锁紧部滑动设于所述连接套内，所述轴向移动调节件转动设于所述锁紧部的一端，驱动锁紧部轴向移动；

工作时，轴向加载组件对待试验轴承预固定后，动力组件的驱动下，压涨组件将待试验轴承的内径与支撑轴涨紧，同时轴向加载组件在实验过程中对轴承进行轴向加载。

作为改进，所述动力组件包括：

液压缸座，所述液压缸座上设有通孔；所述液压缸座的两端设有密闭所述通孔的端盖；

活塞杆，所述活塞杆上设有与所述通孔配合的活塞，所述活塞滑动设于所述通孔内；以及

两根导向杆，两根所述导向杆设于所述液压缸座上，其位于所述通孔的下方两侧。

作为改进，所述轴向加载组件设于所述活塞杆的端部，其包括：

外圈加载模，所述外圈加载模的一端为凹型设置；

内圈加载模，所述内圈加载模滑动设于所述外圈加载模内；所述内圈加载模的一端设有环状凸台；以及

限位体组件，所述限位体组件包括沿所述内圈加载模圆周方向设置的若干限位柱以及与限位柱相连接的弹性连接件。

作为改进，所述压涨组件还包括导向件，所述导向件穿过所述连接套并与所述锁紧部相连接；

所述连接套的一端设有导向腔室；

所述锁紧部由至少两个锁紧块组合而成，所述锁紧部设于所述导向腔室内；所述锁紧部的内径为锥形设置；

所述轴向移动调节件的另一端与所述支撑轴的端部开设的螺纹孔配合连接。

作为改进，所述锁紧部的外径还套设有内衬套。

作为改进，压涨组件还包括滑动设与所述导向杆上的支撑座，所述支撑座上开设有安装待试验轴承的圆柱形工作位。

作为改进，所述活塞杆的端部连接设有加载板，所述加载板设于外圈加载模的一侧并与活塞杆相连接，所述支撑座的两端设有导向滑杆，所述加载板与导向滑杆滑动连接。

作为改进，所述动力组件的另一端连接设有用于快速拆装所述压涨组件的拆卸驱动部，所述拆卸驱动部的输出端连接有扳手，所述扳手穿过所述活塞杆的内部与所述轴向移动调节件配合。

作为改进，所述凸台的外径不大于待试验轴承内圈的外径，凸台的内径不小于待试验轴承内圈的内径；所述外圈加载模的外径不大于待试验轴承外圈的外径，所述外圈加载模的内径不小于待试验轴承外圈的滚道内径。

此外，为实现上述目的，本发明还提供采用上述技术方案中所述的一种轴承试验机用加载工装总成加载试验轴承的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、待试验轴承的预装，将待试验轴承装至支撑座上的工作位上；

步骤二、待试验轴承的预固定，内圈加载模在限位组件的作用下凸出外圈加载模，启动动力组件，带动轴向加载组件向右运动，使待试验轴承与支撑轴配合，同时内圈加载模的凸台与待试验轴承的内圈接触，将待试验轴承的内圈与外圈进行位置调整，轴向加载组件继续向右运动，外圈加载模与待试验轴承的外圈接触并定位；

步骤三、待试验轴承内径压涨，启动拆卸驱动部，带动扳手快速带动轴向移动调节件旋转，进而使锁紧部向右运动，涨紧待试验轴承；

步骤四、待试验轴承的轴向加载，活塞杆向右运动并带动外圈加载模与内圈加载模同时压紧待试验轴承的外径与内径并向右运动，实现待试验轴承的向右加载；活塞杆向左运动带动加载板向左运动，加载板通过导向滑杆带动支撑座向左运动，实现对待试验轴承的向左加载。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过动力组件驱动轴向加载组件对待试验轴承进行预固定，使内圈加载模先固定轴承内圈后，外圈加载模将轴承外圈固定，提高试验轴承的安装精度，利用压涨组件中的轴向移动调节件带动锁紧部向右运动，配合内径为锥面设置的锁紧部使锁紧部与支撑轴过盈配合，实现轴承的快速安装；

(2)本发明通过轴向加载组件的设置，即解决了实验轴承安装的自动化以及快速安装，又实现了实验轴承的轴向加载，简化设备结构，提高试验精度；

(3)本发明通过拆卸驱动部的设置，实现自动化安装与锁紧，通过扭矩传感器的设置，实现不同轴承安装过程的扭矩相同，实现轴承与支撑轴的配合精度相同，提高轴承实验过程的数据准确性以及安装精度的一致性；

(4)本发明通过内衬套的设置结合内衬套软制材质的设计，解决了实验轴承安装过程内径划伤的技术问题；

(5)本发明通过加载套的设置集合加载套的材质设置，解决了实验轴承外径实验过程易损伤的技术问题；

综上所述，本发明具有实验轴承拆卸简单、轴承安装精度高、可实现自动化、试验精度高等优点。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明I处局部放大图；

图3本发明压涨组件剖视图

图4为本发明锁紧部结构示意图；

图5为本发明锁紧块结构示意图；

图6为本发明轴向加载组件结构示意图；

图7为本发明支撑座结构示意图；

图8为本发明内衬套结构示意图；

图9为本发明使用状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1所示，一种轴承试验机用加载工装总成，包括动力组件1、压涨组件2以及设于压涨组件2一侧的轴向加载组件3；所述压涨组件2设于待检测轴承的内径处，所述轴向加载组件3设于所述动力组件1的输出端；所述动力组件1、压涨组件2以及轴向加载组件3同轴设置；

工作时，轴向加载组件3对待试验轴承100预固定后，动力组件1的驱动下，压涨组件2将待试验轴承100的内径与支撑轴200涨紧，同时轴向加载组件3在实验过程中对轴承进行轴向加载；

需要说明的是，所述支撑轴200用于支撑待试验轴承100并驱动待试验轴承100旋转；所述支撑轴200的端部设有定位块201，所述定位块201与待试验轴承100的内圈尺寸匹配设置；

所述支撑轴200转动设于支座202上，所述支撑轴200的另一端连接有驱动装置203，驱动装置203带动支撑轴200旋转用于模拟待试验轴承的性能参数。

本实施例中，如图9所示，所述动力组件1包括：

液压缸座11，所述液压缸座11上设有通孔111；所述液压缸座11的两端设有密闭所述通孔111的端盖112；

活塞杆12，所述活塞杆12上设有与所述通孔111配合的活塞121，所述活塞121滑动设于所述通孔111内；以及

两根导向杆13，两根所述导向杆13设于所述液压缸座11上，其位于所述通孔111的下方两侧。

本实施例中，如图2所示，所述轴向加载组件3设于所述活塞杆12的端部，其包括：

外圈加载模31，所述外圈加载模31的一端为凹型设置；

内圈加载模32，所述内圈加载模32滑动设于所述外圈加载模31内；所述内圈加载模32的一端设有环状凸台321；

需要说明的是，所述内圈加载模32的外径面开设有环形槽322，所述环形槽322内设有与环形槽322匹配的连接块323，所述外圈加载模31的外径设有腰型孔311，所述连接块323通过螺栓与外圈加载模31上的腰型孔311滑动连接，进而实现内圈加载模32在外圈加载模31内左右滑动；以及

限位体组件33，所述限位体组件33包括沿所述内圈加载模32圆周方向设置的若干限位柱331以及与限位柱331相连接的弹性连接件332；

需要说明的是，所述弹性连接件332设于所述内圈加载模32内，所述限位柱331滑动设于所述内圈加载模32上。

本实施例中，如图3-5所示，所述压涨组件2包括：

连接套21，所述连接套21的一端设有导向腔室211；所述连接套21的外径小于内圈加载模32的内径设置；

锁紧部22，所述锁紧部22由至少两个锁紧块221组合而成，所述锁紧部22设于所述导向腔室211内；所述锁紧部22的内径为锥形设置；优选的，所述锁紧部22由三块锁紧块221组成；

轴向移动调节件23，所述轴向移动调节件23的一端转动设于所述锁紧部22的一端；其另一端与所述支撑轴200的端部开设的螺纹孔配合连接；以及

导向件24，所述导向件24穿过所述连接套21并与所述锁紧部22相连接；

需要说明的是，所述导向件24包括与锁紧部22连接的导向螺栓241以及套设于所述导向螺栓241上的导向套242，所述导向套242与所述连接套21上开设的台阶孔的小孔滑动配合，实现锁紧部22左右移动过程的轴向导向。

优选的，如图2所示，所述锁紧部22的外径还套设有内衬套34；所述内衬套34的外径与待试验轴承100的内径接触；

进一步的，如图8所示，所述内衬套34的侧壁间隔开设有上变形槽341和下变形槽342，所述上变形槽341与下变形槽342均为不上下贯穿内衬套34高度方向的半腰型槽，所述内衬套34的外径面均布开设若干贯穿内衬套34高度方向的凹槽343；

此外，内衬套34选用软质材料并具有一定的膨胀性材料制作而成，比如铜、铝等，内衬套的外径与试验轴承的内径间隙配合安装，在涨紧过程实现过盈配合。

优选的，如图7所示，所述压涨组件2还包括滑动设与所述导向杆13上的支撑座25，所述支撑座25上开设有安装待试验轴承100的圆柱形工作位251；

需要说明的是，所述工作位251上设有分体式加载套252，所述加载套252分为上加载套和下加载套；所述加载套252的右端设有定位凸台2521，所述定位凸台2521的壁厚尺寸与待试验轴承100的外圈壁厚尺寸相适配；所述加载套252采用聚四氟乙烯制作，该材料具有耐腐蚀性、密封性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，硬度低于钢铁，这样既保证了加载力可以稳定的施加到轴承上，又可以避免因加载而造成轴承外表面损伤；

此外，所述支撑座25与导向杆13滑动配合处设有直线球轴承253，减小支撑座25滑动过程的摩擦力，提高滑动过程的精度。

作为改进，如图6所示，所述活塞杆12的端部连接设有加载板122，所述加载板122设于外圈加载模31的一侧并与活塞杆12相连接，所述支撑座25的两端设有导向滑杆254，所述加载板122与导向滑杆254滑动连接；

需要说明的是，所述导向滑杆254的端部设有锁紧螺母256，当待试验轴承100需要轴向拉力时，活塞杆12带动加载板122向左运动，拉动支撑座25向左运动，同时待试验轴承100在支撑座25的作用下向左运动的趋势，实现待试验轴承100向左加载。

优选的，如图9所示，所述动力组件1的另一端连接设有用于快速拆装所述压涨组件2的拆卸驱动部14，所述拆卸驱动部14的输出端连接有扳手141，所述扳手141穿过所述活塞杆12的内部与所述轴向移动调节件23配合；

需要说明的是，所述拆卸驱动部14包括设于所述动力组件1一端的驱动电机、减速机以及扭矩传感器；通过扭矩传感器确定待试验轴承100是否涨紧。

优选的，如图2所示，所述凸台321的外径不大于待试验轴承100内圈的外径，凸台321的内径不小于待试验轴承100内圈的内径；所述外圈加载模31的外径不大于待试验轴承100外圈的外径，所述外圈加载模31的内径不小于待试验轴承100外圈的滚道内径；

需要说明的是，内圈加载模32压紧待试验轴承100时，凸台321压实轴承内圈；外圈加载模31压紧轴承外圈。

实施例二

采用上述实施例一技术方案中所述的一种轴承试验机用加载工装总成加载试验轴承的方法，包括以下步骤：

步骤一、待试验轴承100的预装，将待试验轴承100装至支撑座25上的工作位251上；所述待试验轴承100装入加载套252内，通过加载套252右端的定位凸台2521进行预定位；

步骤二、待试验轴承100的预固定，内圈加载模32在限位组件的作用下凸出外圈加载模31，启动动力组件1，带动轴向加载组件3向右运动，使待试验轴承100与支撑轴200配合，同时内圈加载模32的凸台321与待试验轴承100的内圈接触，将待试验轴承100的内圈与外圈进行位置调整，轴向加载组件3继续向右运动，外圈加载模31与待试验轴承100的外圈接触并定位；利用定位凸台2521将待试验轴承100的外圈完全定位；所述支撑轴200的端部与锁紧部22的内径匹配设置，待试验轴承100定位后，将分体的上加载套设于待试验轴承100的外径上方，同时利用与加载套252匹配的压板255，将上加载套固定；

步骤三、待试验轴承内径压涨，启动拆卸驱动部14，带动扳手141快速带动轴向移动调节件23旋转，进而使锁紧部22向右运动，涨紧待试验轴承100；锁紧部22向右运动的过程，利用内径为锥形设置的锁紧部22配合支撑轴200以及分体式设计的锁紧部22实现待试验轴承100的涨紧；

步骤四、待试验轴承100的轴向加载，活塞杆12向右运动并带动外圈加载模31与内圈加载模32同时压紧待试验轴承100的外径与内径并向右运动，实现待试验轴承100的向右加载；活塞杆12向左运动带动加载板122向左运动，加载板122通过导向滑杆254带动支撑座25向左运动，实现对待试验轴承100的向左加载。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，包括动力组件(1)、压涨组件(2)以及设于压涨组件(2)一侧的轴向加载组件(3)；所述压涨组件(2)设于待检测轴承的内径处，所述轴向加载组件(3)设于所述动力组件(1)的输出端；

所述压涨组件(2)包括连接套(21)、锁紧部(22)以及轴向移动调节件(23)，所述锁紧部(22)滑动设于所述连接套(21)内，所述轴向移动调节件(23)转动设于所述锁紧部(22)的一端，驱动锁紧部(22)轴向移动；

工作时，轴向加载组件(3)对待试验轴承(100)预固定后，动力组件(1)的驱动下，压涨组件(2)将待试验轴承(100)的内径与支撑轴(200)涨紧，同时轴向加载组件(3)在实验过程中对轴承进行轴向加载。

2.根据权利要求1所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述动力组件(1)包括：

液压缸座(11)，所述液压缸座(11)上设有通孔(111)；所述液压缸座(11)的两端设有密闭所述通孔(111)的端盖(112)；

活塞杆(12)，所述活塞杆(12)上设有与所述通孔(111)配合的活塞(121)，所述活塞(121)滑动设于所述通孔(111)内；以及

两根导向杆(13)，两根所述导向杆(13)设于所述液压缸座(11)上，其位于所述通孔(111)的下方两侧。

3.根据权利要求2所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述轴向加载组件(3)设于所述活塞杆(12)的端部，其包括：

外圈加载模(31)，所述外圈加载模(31)的一端为凹型设置；

内圈加载模(32)，所述内圈加载模(32)滑动设于所述外圈加载模(31)内；所述内圈加载模(32)的一端设有环状凸台(321)；以及

限位体组件(33)，所述限位体组件(33)包括沿所述内圈加载模(32)圆周方向设置的若干限位柱(331)以及与限位柱(331)相连接的弹性连接件(332)。

4.根据权利要求3所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述压涨组件(2)还包括导向件(24)，所述导向件(24)穿过所述连接套(21)并与所述锁紧部(22)相连接；

所述连接套(21)的一端设有导向腔室(211)；

所述锁紧部(22)由至少两个锁紧块(221)组合而成，所述锁紧部(22)设于所述导向腔室(211)内；所述锁紧部(22)的内径为锥形设置；

所述轴向移动调节件(23)的另一端与所述支撑轴(200)的端部开设的螺纹孔配合连接。

5.根据权利要求4所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述锁紧部(22)的外径还套设有内衬套(34)。

6.根据权利要求2所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，压涨组件(2)还包括滑动设与所述导向杆(13)上的支撑座(25)，所述支撑座(25)上开设有安装待试验轴承(100)的圆柱形工作位(251)。

7.根据权利要求6所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述活塞杆(12)的端部连接设有加载板(122)，所述加载板(122)设于外圈加载模(31)的一侧并与活塞杆(12)相连接，所述支撑座(25)的两端设有导向滑杆(254)，所述加载板(122)与导向滑杆(254)滑动连接。

8.根据权利要求4所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述动力组件(1)的另一端连接设有用于快速拆装所述压涨组件(2)的拆卸驱动部(14)，所述拆卸驱动部(14)的输出端连接有扳手(141)，所述扳手(141)穿过所述活塞杆(12)的内部与所述轴向移动调节件(23)配合。

9.根据权利要求3所述的一种轴承试验机用加载工装总成，其特征在于，所述凸台(321)的外径不大于待试验轴承(100)内圈的外径，凸台(321)的内径不小于待试验轴承(100)内圈的内径；所述外圈加载模(31)的外径不大于待试验轴承(100)外圈的外径，所述外圈加载模(31)的内径不小于待试验轴承(100)外圈的滚道内径。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种轴承试验机用加载工装总成加载试验轴承的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、待试验轴承(100)的预装，将待试验轴承(100)装至支撑座(25)上的工作位(251)上；

步骤二、待试验轴承(100)的预固定，内圈加载模(32)在限位组件的作用下凸出外圈加载模(31)，启动动力组件(1)，带动轴向加载组件(3)向右运动，使待试验轴承(100)与支撑轴(200)配合，同时内圈加载模(32)的凸台(321)与待试验轴承(100)的内圈接触，将待试验轴承(100)的内圈与外圈进行位置调整，轴向加载组件(3)继续向右运动，外圈加载模(31)与待试验轴承(100)的外圈接触并定位；

步骤三、待试验轴承内径压涨，启动拆卸驱动部(14)，带动扳手(141)快速带动轴向移动调节件(23)旋转，进而使锁紧部(22)向右运动，涨紧待试验轴承(100)；

步骤四、待试验轴承(100)的轴向加载，活塞杆(12)向右运动并带动外圈加载模(31)与内圈加载模(32)同时压紧待试验轴承(100)的外径与内径并向右运动，实现待试验轴承(100)的向右加载；活塞杆(12)向左运动带动加载板(122)向左运动，加载板(122)通过导向滑杆(254)带动支撑座(25)向左运动，实现对待试验轴承(100)的向左加载。

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