CN113252276A - 一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，包括：转速输入装置和信号采集装置。转速输入装置包括安装轴、滚针轴承、从动件、共轭凸轮和驱动单元，安装轴转动设置在底座上，滚针轴承套设在安装轴的外侧面上，滚针轴承内部具有保持架，保持架内部设有滚针。从动件设置在所述滚针轴承的外侧面上，驱动单元驱动共轭凸轮转动，共轭凸轮与从动件接触并带动从动件往复转动。信号采集装置包括数据采集仪和数据处理器，保持架上设置有检测单元，检测单元与数据采集仪电连接，数据采集仪与数据处理器电连接。本发明中的测试系统，具有安装与拆卸方便、测试结构简单、检测精度高的优点，并且能够承受大载荷和转速范围。

Description

一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，特别涉及一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统。

背景技术

滚针轴承组件广泛使用在齿轮箱中，是轮与架之间载荷传递的关键组成部分。然而，在实际应用中，滚针轴承保持架容易破损失效，导致齿轮箱振动异常，噪声超标，极大的影响了滚针轴承的运行稳定性，并且缩短了滚针轴承的服役寿命。因此，需要测试滚针轴承的保持架与滚针之间的冲击载荷和保持架的振动特性信号。

而要测试滚针轴承保持架与滚针之间的冲击载荷和保持架的振动特性信号，就必然要求设计出滚针轴承保持架冲击碰撞测试装置。然而，目前滚针轴承保持架冲击碰撞测试装置极少，且测量的转速与载荷范围小，检测精度低，结构复杂，难以实现大规模的工业应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，用以解决现有技术中测试装置少，而且转速和载荷范围小、检测精度低以及结构复杂的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，包括：转速输入装置和信号采集装置；

转速输入装置包括：安装轴、滚针轴承、从动件、共轭凸轮和驱动单元，安装轴转动设置在底座上，滚针轴承套设在安装轴的外侧面上，滚针轴承内部具有保持架，保持架内部设有滚针，从动件设置在滚针轴承的外侧面上，驱动单元驱动共轭凸轮转动，共轭凸轮与从动件接触并带动从动件往复转动；

信号采集装置包括：数据采集仪和数据处理器，保持架上设置有检测单元，检测单元与数据采集仪电连接，数据采集仪与数据处理器电连接。

在一种可能的实现方式中，检测单元可以包括：应变传感器和振动传感器，应变传感器设置在保持架的横梁侧面上，振动传感器设置在保持架的侧面上。

在一种可能的实现方式中，保持架的连续多个横梁被去除，应变传感器设置在保持架上被去除横梁附近的横梁侧面上。

在一种可能的实现方式中，还可以包括：载荷施加装置，载荷施加装置设置在滚针轴承上方，并且与滚针轴承接触；载荷施加装置包括：滚轮、安装架、压力传感器和加载螺栓，加载螺栓螺接在顶架上，顶架固定设置在底座上方，安装架设置在加载螺栓贯穿安装架的一端，压力传感器设置在安装架和顶架之间，且压力传感器与信号采集仪电连接；滚轮转动设置在安装架上，且滚轮与滚针轴承的外侧面接触。

在一种可能的实现方式中，从动件包括两个从动杆，两个从动杆的一端均固定设置在滚针轴承的外侧面上，两个从动杆的另一端均与共轭凸轮接触。

在一种可能的实现方式中，从动杆与滚针轴承的外侧面接触的一端转动设置有滚轴，滚轴与滚针轴承的外侧面接触。

在一种可能的实现方式中，底座上可拆卸设置有两个压块，每个压块和底座之间均设置有支撑轴承，安装轴的两端分别设置在两个支撑轴承中。

在一种可能的实现方式中，安装轴上设置有轴肩和挡圈，挡圈可拆卸的设置在安装轴上，保持架设置在轴肩和挡圈之间。

在一种可能的实现方式中，驱动单元为电机，电机的转轴通过联轴器与共轭凸轮连接。

本发明中的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，具有以下优点：

安装与拆卸方便，测试结构简单，检测精度高，能够承受大载荷和转速范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统的组成示意图；

图2为本发明实施例提供的转速输入装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的安装轴及滚针轴承切面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的滚针轴承、从动件以及共轭凸轮结构示意图；

图5为本发明实施例提供的保持架和滚针结构示意图；

图6为本发明实施例提供的载荷施加装置的结构示意图。

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。

图1为本发明实施例提供的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统的组成示意图，图2为本发明实施例提供的转速输入装置结构示意图，图3为本发明实施例提供的安装轴及滚针轴承切面结构示意图。本发明实施例提供的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，包括：转速输入装置200和信号采集装置300；

转速输入装置200包括：安装轴250、滚针轴承270、从动件230、共轭凸轮240和驱动单元290，安装轴250转动设置在底座上，滚针轴承270套设在安装轴250的外侧面上，滚针轴承270内部具有保持架210，保持架210内部设有滚针220，从动件230设置在滚针轴承270的外侧面上，驱动单元290驱动共轭凸轮240转动，共轭凸轮240与从动件230接触并带动从动件230往复转动；

信号采集装置300包括：数据采集仪和数据处理器，保持架210上设置有检测单元，检测单元与数据采集仪电连接，数据采集仪与数据处理器电连接。

示例性地，共轭凸轮240可以为圆柱状结构也可以为截面为非圆形的板状结构，当共轭凸轮240为圆柱状结构时，驱动单元290连接在共轭凸轮240的非圆心位置，使共轭凸轮240在驱动单元290的带动下进行转动，而转动时侧面位置会发生变化，形成凸轮效果。当共轭凸轮240为截面为非圆形的板状结构时，其与驱动单元290的连接位置不做限制，无论驱动单元290连接在共轭凸轮240的哪个位置，当在驱动单元290的带动下转动时，共轭凸轮240都会形成凸轮效果。由于从动件230与共轭凸轮240接触，因此当共轭凸轮240发生凸轮转动时，位置变化的侧面会带动从动件230在一定角度内绕轴心进行往复转动，进而带动滚针轴承270的外圈转动。

在本发明的实施例中，滚针轴承270的往复转动频率与驱动单元290的转动速度成正比，因此可以通过调节驱动单元290的转速来控制滚针轴承270的转动频率，使滚针轴承270具有很大的转速范围。

在一种可能的实施例中，检测单元包括：应变传感器211和振动传感器212，应变传感器211设置在保持架210的横梁侧面上，振动传感器212设置在保持架210的侧面上。

示例性地，应变传感器211为应变片，其收到挤压后能够产生与挤压力大小相当的电信号，该电信号通过导线213传输至数据采集仪。相似地，振动传感器212在受到振动后也会产生与振动频率、幅度、加速度等特征相应的电信号，该电信号也通过导线213传输至数据采集仪，如图5所示。数据处理器接收数据采集仪发送的应变数据和振动数据后先进行保存，然后采用预先存储的分析软件对这些数据进行分析，获得需要的结果。

图6为本发明实施例提供的载荷施加装置的结构示意图。在一种可能的实施例中，保持架210的连续多个横梁被去除，应变传感器211设置在保持架210上被去除横梁附近的横梁侧面上。

示例性地，当保持架210上的横梁被去除后，滚针220就可以在保持架210内部自由移动，进而模拟保持架210损坏后滚针220的运动状态。

在一种可能的实施例中，还包括：载荷施加装置100，载荷施加装置100设置在滚针轴承270上方，并且与滚针轴承270接触；载荷施加装置100包括：滚轮120、安装架、压力传感器130和加载螺栓140，加载螺栓140螺接在顶架110上，顶架110固定设置在底座上方，安装架设置在加载螺栓140贯穿安装架的一端，压力传感器130设置在安装架和顶架110之间，且压力传感器130与信号采集仪电连接；滚轮120转动设置在安装架上，且滚轮120与滚针轴承270的外侧面接触。

示例性地，顶架110为n型结构，其两端分别固定设置在底座的顶面两端。安装架也为n型结构，该安装架的两端之间固定设置有连接轴，滚轮120则转动设置在该连接轴上，当滚针轴承270的外圈随着从动件230做往复转动时，在摩擦力作用下滚轮120也随着滚针轴承270的外圈一起转动。当转动加载螺栓140使其向靠近滚针轴承270的方向移动时，加载螺栓140产生的加载力通过安装架施加在滚轮120上，进而使滚轮120紧紧抵在滚针轴承270的外圈上。同时，压力传感器130采集顶架110和安装架之间的压力，并传输给数据采集仪，数据处理器结合该压力对数据采集仪发送的应变数据和振动数据进行分析。

图4为本发明实施例提供的滚针轴承、从动件以及共轭凸轮结构示意图。在一种可能的实施例中，从动件230包括两个从动杆，两个从动杆的一端均固定设置在滚针轴承270的外侧面上，两个从动杆的另一端均与共轭凸轮240接触。

示例性地，两个从动杆可以平行设置，也可以以一定角度固定连接在一起，当共轭凸轮240的侧面向上转动时，位于上方的从动杆在共轭凸轮240的带动下向上转动，进而带动滚针轴承270的外圈顺时针转动，使保持架210在滚针轴承270的内圈和外圈之间移动。当共轭凸轮240的侧面向下转动时，位于下方的从动杆在共轭凸轮240的带动下向下转动，进而带动滚针轴承270的外圈逆时针转动，使保持架210在滚针轴承270的内圈和外圈之间移动。

在本发明的实施例中，共轭凸轮240的数量为两个，且均固定设置在驱动单元290的转轴末端，两个共轭凸轮240具有不同的侧面形状，且两个从动杆分别与两个共轭凸轮240接触。通过两个不同形状的共轭凸轮240同时带动从动件230转动，使从动件230的转动频率严格依赖共轭凸轮240的转速，即驱动单元290的转速。

在一种可能的实施例中，从动杆与滚针轴承270的外侧面接触的一端转动设置有滚轴231，滚轴231与滚针轴承270的外侧面接触。

示例性地，滚轴231与从动杆的末端转动连接，因此滚轴231与共轭凸轮240接触，而从动杆不会与共轭凸轮240直接接触，减小了磨损。

在一种可能的实施例中，底座上可拆卸设置有两个压块，每个压块和底座之间均设置有支撑轴承，安装轴250的两端分别设置在两个支撑轴承中。

示例性地，压块的下表面截面为与支撑轴承形状匹配的半圆形，而底座上可以设置与支撑轴承形状匹配的半圆柱状凹槽，将支撑轴承设置在底座和压块之间的圆柱状空间中，然后使用螺栓等组件将压块固定在底座上，即可将支撑轴承稳定的安装在底座上。

在一种可能的实施例中，安装轴250上设置有轴肩和挡圈260，挡圈260可拆卸的设置在安装轴250上，保持架210设置在轴肩和挡圈260之间。

示例性地，轴肩为与安装轴250一体的凸起结构，而挡圈260则滑动套接在安装轴250上，当需要安装待测试的保持架时，将挡圈260从安装轴250上取下，然后从安装挡圈260的一侧将保持架套在安装轴250上，再将挡圈260套接并固定在安装轴250上即可。

在一种可能的实施例中，驱动单元290为电机，电机的转轴通过联轴器280与共轭凸轮240连接。

示例性地，电机为变频电机，在变频器的控制下能够自由控制转速，使滚针轴承270的转动频率，或者说转动速度能够在较大的范围内进行调整。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，包括：转速输入装置（200）和信号采集装置（300）；

所述转速输入装置（200）包括：安装轴（250）、滚针轴承（270）、从动件（230）、共轭凸轮（240）和驱动单元（290），所述安装轴（250）转动设置在底座上，所述滚针轴承（270）套设在所述安装轴（250）的外侧面上，所述滚针轴承（270）内部具有保持架（210），所述保持架（210）内部设有滚针（220），所述从动件（230）设置在所述滚针轴承（270）的外侧面上，所述驱动单元（290）驱动所述共轭凸轮（240）转动，所述共轭凸轮（240）与所述从动件（230）接触并带动所述从动件（230）往复转动；

所述信号采集装置（300）包括：数据采集仪和数据处理器，所述保持架（210）上设置有检测单元，所述检测单元与所述数据采集仪电连接，所述数据采集仪与所述数据处理器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述检测单元包括：应变传感器（211）和振动传感器（212），所述应变传感器（211）设置在所述保持架（210）的横梁侧面上，所述振动传感器（212）设置在所述保持架（210）的侧面上。

3.根据权利要求2所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述保持架（210）的连续多个横梁被去除，所述应变传感器（211）设置在所述保持架（210）上被去除横梁附近的横梁侧面上。

4.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，还包括：载荷施加装置（100），所述载荷施加装置（100）设置在所述滚针轴承（270）上方，并且与所述滚针轴承（270）接触；

所述载荷施加装置（100）包括：滚轮（120）、安装架、压力传感器（130）和加载螺栓（140），所述加载螺栓（140）螺接在顶架（110）上，所述顶架（110）固定设置在所述底座上方，所述安装架设置在所述加载螺栓（140）贯穿所述安装架的一端，所述压力传感器（130）设置在所述安装架和所述顶架（110）之间，且所述压力传感器（130）与所述信号采集仪电连接；

所述滚轮（120）转动设置在所述安装架上，且所述滚轮（120）与所述滚针轴承（270）的外侧面接触。

5.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述从动件（230）包括两个从动杆，所述两个从动杆的一端均固定设置在所述滚针轴承（270）的外侧面上，所述两个所述从动杆的另一端均与所述共轭凸轮（240）接触。

6.根据权利要求5所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述从动杆与所述滚针轴承（270）的外侧面接触的一端转动设置有滚轴（231），所述滚轴（231）与所述滚针轴承（270）的外侧面接触。

7.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述底座上可拆卸设置有两个压块，每个所述压块和所述底座之间均设置有支撑轴承，所述安装轴（250）的两端分别设置在两个所述支撑轴承中。

8.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述安装轴（250）上设置有轴肩和挡圈（260），所述挡圈（260）可拆卸的设置在所述安装轴（250）上，所述保持架（210）设置在所述轴肩和挡圈（260）之间。

9.根据权利要求1所述的一种滚针轴承保持架冲击碰撞测试系统，其特征在于，所述驱动单元（290）为电机，所述电机的转轴通过联轴器（280）与所述共轭凸轮（240）连接。

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