CN115628908A - 一种用于轴承载荷检测的工装 - Google Patents

Abstract

一种用于轴承载荷检测的工装，属于轴承检测技术领域。为了解决现有的轴承检测机构无法真实模拟出转轴在实际工况的状态，进而无法真实测量出待测轴承的最大径向载荷和轴向载荷。本发明中的轴向活动架安装在基座上；两个浮动支撑座安装在轴向活动架上，旋转驱动电机固装在其中一个浮动支撑座上，转轴支撑座安装在另一个浮动支撑座上；转轴的一端安装在旋转驱动电机上，转轴的另一端安装在转轴支撑座内；待测轴承套装在转轴上，并通过待测轴承安装座固装在基座上；两个径向加载机构套装在转轴上并固装在轴向活动架上，两个径向加载机构分别处于待测轴承的两侧；所述的轴向加载机构安装在基座的一侧。本发明主要用于测量轴承的径向载荷和轴向载荷。

Description

一种用于轴承载荷检测的工装

技术领域

本发明属于轴承检测技术领域，尤其涉及一种用于轴承载荷检测的工装。

背景技术

船舶滚动轴承是一种应用极为广泛的机械零件，其使用寿命直接影响使用它的机械寿命，因此，了解船舶滚动轴承在机械实况工作过程中的载荷状况，对于准确估计船舶滚动轴承的使用寿命，或者对船舶滚动轴承结构进行合理化设计，都有非常大的积极作用，船舶滚动轴承载荷，意思是船舶滚动轴承在使用时受到的荷载，有横向荷载和纵向荷载等，船舶滚动轴承在使用中是对旋转的轴进行支撑的，轴可能受到径向或轴向载荷，这些载荷就会作用到船舶滚动轴承上，如减速器上的斜齿轮轴，在传动过程中会有轴向载荷产生，这时的船舶滚动轴承就会受到轴向载荷。

在公开号CN111795893A的中国专利中公开了一种船舶滚动轴承载荷模拟检测装置，该装置通过锁紧机构、径向测力机构和轴向测力机构配合，可以在不移动的情况下对船舶滚动轴承进行径向和轴向载荷测试，提高了船舶滚动轴承载荷测试效率；转动机构采用连接块、第一电动推杆和旋转电机配合，可以快速更换测试的船舶滚动轴承，从而可以快速对多个船舶滚动轴承进行测试；但是该装置在进行船舶滚动轴承载荷测试时，对船舶滚动轴承施加载荷的方向不便于调整且不能有效降低在对船舶滚动轴承施加载荷时产生的摩擦力，从而会对船舶滚动轴承载荷检测的结果造成影响，同时该装置仅仅只能检测出船舶滚动轴承受到载荷时的使用性能，但是实际使用过程中船舶滚动轴承在受到载荷时会产生偏移，内部的滚子在转动时会产生高温且转轴会发生振动，高温和振动都会对船舶滚动轴承的使用性能产生影响，该装置不便于更真实的模拟船舶滚动轴承实际使用情况和船舶滚动轴承各方面所受到的影响，故检测人员无法检测出船舶滚动轴承在受到载荷时真实的的使用性能，且在进行轴向载荷检测时船舶滚动轴承内部的滚子可能会有崩出的风险，会对检测人员的安全产生威胁，影响对船舶滚动轴承载荷的检测。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种用于轴承载荷检测的工装，该工装通过检测器件能实时检测出待检测船舶滚动轴承的径向位移和轴向位移，当产生位移时证明船舶滚动轴承受到的载荷力已经影响船舶滚动轴承的正常使用性能，从而能得知船舶滚动轴承所能承受的最大径向载荷和轴向载荷，同时径向检测机构和轴向加载机构能极大程度的减小与转轴之间的摩擦力，能使检测结果更加准确。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种用于轴承载荷检测的工装，它包括基座、轴向活动架、两个浮动支撑座、旋转驱动电机、轴向加载机构、两个径向加载机构、待测轴承安装座、转轴支撑座和转轴；所述的轴向活动架可拆卸地安装在基座上；所述的两个浮动支撑座分别安装在轴向活动架顶部的两端，所述的旋转驱动电机固装在其中一个浮动支撑座上，转轴支撑座安装在另一个浮动支撑座上；所述转轴的一端作为旋转驱动端，转轴的另一端作为轴向加载端，转轴的旋转驱动端安装在旋转驱动电机的驱动端上，转轴的轴向加载端安装在转轴支撑座内，所述的转轴在浮动支撑座的浮动下可相对基座产生移动；待测轴承套装在转轴上，并通过待测轴承安装座固装在基座上；所述的两个径向加载机构套装在转轴上并固装在轴向活动架上，径向加载机构为转轴提供径向的载荷，两个径向加载机构分别处于待测轴承的两侧；所述的轴向加载机构安装在基座靠近转轴支撑座的一侧，并为转轴提供轴向的载荷。

进一步的，所述的基座包括上支撑板、下底板和若干根支撑柱；所述的上支撑板和下底板上下相对设置并通过支撑柱进行固定连接；

所述的轴向活动架包括安装底板、四根支撑杆、两个浮动支撑座安装梁和径向加载机构安装梁；所述的安装底板安装在基座下底板的上表面上，并可相对于基座轴向移动；所述四根支撑杆的底端安装在安装底板上，其中两根支撑杆的顶端穿过上支撑板并与其中一个浮动支撑座安装梁固连；另外两根支撑杆的顶端穿过上支撑板并与另一个浮动支撑座安装梁固连；每个浮动支撑座安装梁上设置一个浮动支撑座；所述的径向加载机构安装梁设置在两个浮动支撑座安装梁之间，且处于基座的正上方；两个径向加载机构均安装在径向加载机构安装梁上。

进一步的，所述的浮动支撑座包括上浮板、下支撑板和若干根弹簧Ⅰ，所述的上浮板和下支撑板上下相对设置，并通过若干根弹簧Ⅰ进行连接；所述的浮动支撑座通过下支撑板安装在浮动支撑座安装梁的上表面上；所述的旋转驱动电机和转轴支撑座分别安装在两个浮动支撑座的上浮板上。

进一步的，所述的轴向加载机构包括侧立板、卡接板和三个电动推杆Ⅱ，所述的侧立板和卡接板竖直相对设置，且二者之间通过三个电动推杆Ⅱ进行连接，所述的侧立板固装在基座上靠近转轴支撑座的一端，所述卡接板的下端抵接在轴向活动架的侧壁上，卡接板的上端抵接在转轴支撑座的一侧；

所述卡接板与转轴相对的位置处开有一个通孔，且在卡接板与转轴之间设置一个压力传感器Ⅰ和一个平面轴承，压力传感器Ⅰ的基座部分固定安装在卡接板上，平面轴承的一侧连接在压力传感器Ⅰ的检测压力部分，平面轴承的另一侧抵接在转轴的轴向加载端；其中一根电动推杆Ⅱ的伸缩端正对卡接板上的通孔设置，所述其中一根电动推杆Ⅱ的伸缩端穿过卡接板上的通孔并抵接在压力传感器Ⅰ上。

进一步的，所述的径向加载机构包括内环、外环、若干个电动推杆Ⅲ、支撑轴承、环形轴承座、若干根弹簧Ⅲ和若干个压力传感器Ⅱ；所述的环形轴承座、内环和外环由内向外同轴依次设置，所述的支撑轴承安装在环形轴承座内，若干根所述弹簧Ⅲ以阵列的形式周向均匀安装在环形轴承座与内环之间所形成的环形空腔内，弹簧Ⅲ的一端安装在环形轴承座上，弹簧Ⅲ的另一端安装在内环的内侧壁上；若干个所述电动推杆Ⅲ周向均匀安装在内环与外环之间所形成的环形空腔内，所述电动推杆Ⅲ的固定端安装在外环的内侧壁上，所述电动推杆Ⅲ的伸缩端穿过内环并抵接在环形轴承座的外侧壁上，所述的电动推杆Ⅲ的伸缩端与环形轴承座之间设置一个压力传感器Ⅱ，所述的压力传感器Ⅱ安装在电动推杆Ⅲ伸缩端的端头部；所述的弹簧Ⅲ与电动推杆Ⅲ的伸缩端错位设置。

进一步的，所述的待测轴承安装座包括底部拱形安装座、顶升架和轴承安装套；所述的底部拱形安装座安装在基座的上支撑板上，所述的顶升架活动安装在底部拱形安装座上，并可相对于底部拱形安装座上下移动，所述的轴承安装套安装在顶升架的顶部，所述的待测轴承安装在轴承安装套内。

进一步的，所述轴承安装套一侧的四周均匀安装有四个径向位移传感器，所述四个径向位移传感器正对转轴设置；所述轴承安装套的另一侧安装有一个轴向位移传感器，所述轴向位移传感器与待测轴承的内圈相对应。

进一步的，所述的待测轴承安装座外设置有一个防护罩组件，所述的防护罩组件包括两个相对设置在顶升架两侧的防护罩，所述防护罩的底端铰接在顶升架的侧端，两个防护罩的顶端通过锁紧件连接。

进一步的，所述的锁紧件包括齿轮安装架、齿轮和齿条Ⅰ；所述的齿轮安装架安装在其中一个防护罩的顶端，齿轮转动安装在齿轮安装架内，所述的齿条Ⅰ安装在另一个防护罩的顶端，齿条Ⅰ的一端固装在防护罩上，齿条Ⅰ的另一端伸入到齿轮安装架与齿轮之间，并与齿轮相啮合。

进一步的，所述的防护罩组件上还安装一个温度感应器和一个千分表，所述的温度感应器设置在防护罩组件内并与待测轴承相对应；所述千分表的检测头部分与转轴的外表面抵接。

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：

1、本发明通过轴向加载机构和径向加载机构分别对转轴施加轴向载荷和径向载荷，在施加径向载荷过程中，由于转轴的驱动机构与转轴支撑机构的底座具有浮动功能，所以转轴会带动待测轴承的内圈产生径向位移；在施加轴向载荷过程中，由于转轴与轴向活动架可以轴向移动，所以转轴会带动待测轴承的内圈产生轴向位移，通过上述设置形式，真实模拟出转轴在实际工况下受到载荷时所产生的状态，进而通过各种检测器件测量出待测轴承的最大轴向载荷承载力与最大径向载荷承载力，保证测量的准确性。

2、本发明通过轴向加载机构为转轴提供轴向载荷，由于轴向加载机构与转轴之间设置有平面轴承和压力传感器，可以减小轴向加载机构与转轴之间的摩擦力，可以准确测量出轴向加载机构施加的载荷力。

3、所述的径向加载机构可以为转轴提供多方位的径向载荷力，更贴近于待测轴承的实际使用情况。

4、本发明在进行测试过程中，通过防护罩的设置，防止待测轴承在受到超过自身性能的载荷力而发生位移时使滚珠崩出而伤害到检测人员，保证了检测人员的安全。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明基座示意图；

图3为本发明轴向活动架整体结构示意图；

图4为浮动支撑座安装梁整体结构示意图；

图5为径向加载机构安装梁与电动推杆Ⅰ连接的整体结构示意图；

图6为本发明轴向加载机构的整体结构示意图；

图7为卡接板的结构示意图；

图8为径向加载机构整体结构示意图；

图9为待测轴承安装座的拆分示意图一；

图10为待测轴承安装座的拆分示意图二；

图11为待测轴承安装座的拆分示意图三；

图12为待测轴承安装座与防护罩配合的结构示意图；

图13为防护罩扣合后的结构示意图；

图14为防护罩内部的结构示意图；

图15为防护罩驱动组件的结构示意图；

图16为轴向加载机构、径向加载机构与轴向活动架配合的结构示意图。

附图标记说明：100-基座；200-轴向活动架；300-浮动支撑座；400-旋转驱动电机；500-轴向加载机构；600-转轴支撑座；700-径向加载机构；800-待测轴承安装座：900-防护罩组件；

1-转轴；2-上支撑板；2-1-滑动通孔Ⅰ；2-2-滑动通孔Ⅱ；2-3-滑动通孔Ⅲ；3-下底板；4-支撑柱；5-安装底板；6-支撑杆；7-浮动支撑座安装梁；7-1-限位槽；7-2-插孔；8-径向加载机构安装梁；9-电动推杆Ⅰ；10-上浮板；11-下支撑板；12-弹簧Ⅰ；13-导向杆；14-侧立板；15-卡接板；15-1-通孔；15-2-压力传感器Ⅰ；15-3-平面轴承；15-4-插槽；16-电动推杆Ⅱ；17-轴承座；18-内环；19-外环；20-电动推杆Ⅲ；21-支撑轴承；22-环形轴承座；23-弹簧Ⅲ；24-压力传感器Ⅱ；25-弧形板；26-底部拱形安装座；26-1-竖直插孔；26-2-水平插孔；27-顶升架；27-1-插杆；28-T字形插板；29-锁紧齿条；30-弹簧Ⅱ；31-齿轮罩；32-防护罩；33-齿轮安装架；34-齿轮；35-齿条Ⅰ；36-L形齿条；37-连接板；38-齿条Ⅱ；39-第一直齿轮；40-轴向位移传感器；41-卡接盒；42-千分表；43-径向位移传感器；44-轴承安装套；45-第二直齿轮；46-温度感应器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，本申请实施例提供一种用于轴承载荷检测的工装，其包括基座100、轴向活动架200、两个浮动支撑座300、旋转驱动电机400、轴向加载机构500、两个径向加载机构700、待测轴承安装座800、转轴支撑座600和转轴1；所述的轴向活动架200可拆卸地安装在基座100上，在拆卸状态下可沿着基座100的长度方向移动；所述的两个浮动支撑座300分别安装在轴向活动架200顶部的两端，所述的旋转驱动电机400固装在其中一个浮动支撑座300上，转轴支撑座600安装在另一个浮动支撑座300上；所述的旋转驱动电机400与转轴支撑座600在浮动支撑座300的作用下可以产生同步的多方位位移；所述转轴1的一端作为旋转驱动端，转轴1的另一端作为轴向加载端，转轴1的旋转驱动端安装在旋转驱动电机400的驱动端上，转轴1的轴向加载端安装在转轴支撑座600内，所述的转轴1在浮动支撑座300的浮动下可以相对于基座100产生移动；待测轴承套装在转轴1上，并通过待测轴承安装座800固装在基座100上；所述的两个径向加载机构700套装在转轴1上并固装在轴向活动架200上，径向加载机构700为转轴1提供径向的载荷，两个径向加载机构700分别处于待测轴承的两侧，防止在施加径向载荷时转轴1产生径向偏摆，导致测量结果的不准确；所述的轴向加载机构500安装在基座100靠近转轴支撑座600的一侧，并为转轴1提供轴向的载荷。

在本实施例中，当轴向加载机构500对转轴1施加轴向载荷，并对待测轴承进行轴向载荷检测时，由于转轴1与轴向活动架200之间通过两个径向加载机构700在轴向上间接产生固定连接，在施加轴向载荷时转轴1与轴向活动架200可以看做一体，所以在施加轴向载荷时轴向活动架200要从基座100的下底板3上拆卸下来，使得轴向活动架200处于活动状态，从而使得安装在轴向活动架200上的转轴1可以相对于基座100轴向移动，而待测轴承安装座800安装在基座100上，所以转轴1与待测轴承之间可以产生轴向位移，转轴1对待测轴承的内圈施加轴向载荷力；当转轴1轴向移动一定的距离时，此时待测轴承的内圈与外圈之间产生最大位移量，也就是待测轴承所能承受的最大轴向载荷，轴向活动架200与转轴1的活动设置真实模拟出长轴系在高度转动及受到轴向载荷时所产生轴向位移变化的状态，保证测量的准确性。

当径向加载机构700对转轴1施加径向载荷，并对待测轴承进行径向载荷检测时，由于两个径向加载机构700是安装在轴向活动架200上的，所以轴向活动架200需要固定安装在基座100的下底板3上；在进行径向载荷检测时轴向活动架200并不需要进行横向位移，仅转轴1通过浮动支撑座300产生横向位移即可；两个径向加载机构700对转轴1施加同样大小的径向载荷，转轴1相对于基座100产生径向位移，转轴1带动待测轴承的内圈产生一定的径向位移，此时待测轴承的内圈相对于外圈产生最大位移量，也就是待测轴承所能承受的最大径向载荷。

参见图2，所述的基座100主要是用于为其它机构提供安装位置和支撑强度，保证待检轴承在测试载荷时，整个工装不会产生晃动，导致测试结果不准确；所述的基座100包括上支撑板2、下底板3和若干根支撑柱4；所述的上支撑板2和下底板3上下相对设置并通过支撑柱4进行固定连接；所述的上支撑板2上开有三组滑动通孔组，分别为一组滑动通孔组一和两组滑动通孔组二，所述的滑动通孔组一和其中一组滑动通孔组二设置在上支撑板2的一端，另外一组滑动通孔组二设置在上支撑板2的另一端，两组滑动通孔组二相对设置；每组滑动通孔组二是由两个并排设置的滑动通孔Ⅰ2-1和一个滑动通孔Ⅱ2-2组成，所述的滑动通孔Ⅱ2-2处于两个滑动通孔Ⅰ2-1之间；滑动通孔组一是由两个滑动通孔Ⅲ2-3组成，其中一个滑动通孔Ⅲ2-3设置在其中一个滑动通孔Ⅰ2-1和滑动通孔Ⅱ2-2之间，另一个滑动通孔Ⅲ2-3设置在另外一个滑动通孔Ⅰ2-1和滑动通孔Ⅱ2-2之间，所述的滑动通孔Ⅰ2-1、滑动通孔Ⅱ2-2和滑动通孔Ⅲ2-3为长条形孔，并且滑动通孔Ⅰ2-1、滑动通孔Ⅱ2-2和滑动通孔Ⅲ2-3的长度方向与上支撑板2的长度方向相同。

参见图3，所述的轴向活动架200包括安装底板5、四根支撑杆6、两个浮动支撑座安装梁7和径向加载机构安装梁8；所述的安装底板5可拆卸地安装在基座100下底板3的上表面上，优选的通过螺钉进行固定安装；所述的两个浮动支撑座安装梁7与安装底板5之间通过四根竖直设置的支撑杆6进行连接，即所述四根支撑杆6的底端安装在安装底板5上，其中两根支撑杆6的顶端从其中一组滑动通孔组二的两个滑动通孔Ⅰ2-1中伸出上支撑板2，并与其中一个浮动支撑座安装梁7固连形成拱桥形；另外两根支撑杆6的顶端从另一组滑动通孔组二的两个滑动通孔Ⅰ2-1中伸出上支撑板2，并与另一个浮动支撑座安装梁7固连形成拱桥形；所述滑动通孔Ⅰ2-1的长度长于支撑杆6的宽度，为轴向活动架200提供移动空间；在安装底板5的长度方向上，处于同一侧的两根支撑杆6通过一根连杆进行连接，所述的两根支撑杆6与连杆一体制成。

每个浮动支撑座安装梁7上设置一个浮动支撑座300，所述的浮动支撑座300可相对于浮动支撑座安装梁7上下移动；所述的径向加载机构安装梁8设置在两个浮动支撑座安装梁7之间，且处于上支撑板2的正上方；两个径向加载机构700均安装在径向加载机构安装梁8上。

进一步的，参见图3、图4和图5，所述的浮动支撑座安装梁7上并排开有两个限位槽7-1和一个插孔7-2；所述的其中两根支撑杆6之间设置一个电动推杆Ⅰ9，另外两根支撑杆6之间设置一个电动推杆Ⅰ9，电动推杆Ⅰ9的固定端固装在安装底板5上，电动推杆Ⅰ9的伸缩端依次穿过上支撑板2上的滑动通孔Ⅱ2-2和浮动支撑座安装梁7上的插孔7-2并固定在浮动支撑座300的底端；所述的两个浮动支撑座300随着电动推杆Ⅰ9伸缩杆的伸缩而实现上下移动，两个限位槽7-1和浮动支撑座300下面的两根导向杆13起到导向作用，防止浮动支撑座300产生扭转动作；所述径向加载机构安装梁8的两端分别安装在两根电动推杆Ⅰ9的伸缩杆的侧壁上，并可随着伸缩杆的伸缩而实现上下移动；所述的两个浮动支撑座安装梁7与径向加载机构安装梁8可通过两根电动推杆Ⅰ9的伸缩实现高度的调节，进而实现转轴1高度的调节。

参见图3，所述的浮动支撑座300包括上浮板10、下支撑板11、若干根弹簧Ⅰ12和两根导向杆13，所述的上浮板10和下支撑板11上下相对设置，并通过若干根弹簧Ⅰ12进行连接，即弹簧Ⅰ12的顶端固连在上浮板10的下表面，弹簧Ⅰ12的底端固连在下支撑板11的上表面，所述的两根导向杆13横向并排设置在下支撑板11上，两根导向杆13的顶端安装在下支撑板11的下表面上，两根导向杆13的下端分别通过两个限位槽7-1插在浮动支撑座安装梁7上；所述的旋转驱动电机400和转轴支撑座600分别安装在两个浮动支撑座300的上浮板10上。

参见图3，所述的转轴支撑座600包括滚动轴承和轴承座17，所述的轴承座17安装在浮动支撑座300的上浮板10上，所述的滚动轴承安装在轴承座17内；转轴1的轴向加载端插在滚动轴承内并伸出。

进一步的，所述的轴承座17是由两个半环形的弧形卡环通过铰链铰接形成，上部的弧形卡环能打开，便于将滚动轴承放在轴承座17内，并通过螺栓将两个弧形卡环连接固定，将滚动轴承的外圈卡紧在轴承座17内。

参见图6，所述的轴向加载机构500包括侧立板14、卡接板15和三个电动推杆Ⅱ16，所述的侧立板14和卡接板15竖直相对设置，且二者之间通过三个电动推杆Ⅱ16进行连接，其中一个电动推杆Ⅱ16处于侧立板14与卡接板15之间上方的位置处，并对转轴1的轴向加载端施加轴向载荷，另外两个电动推杆Ⅱ16并排设置在侧立板14与卡接板15之间下方的位置处；所述电动推杆Ⅱ16的固定端固装在侧立板14上，电动推杆Ⅱ16的伸缩端固装在卡接板15上，所述的侧立板14固装在基座100上靠近转轴支撑座600的一端，所述卡接板15的下端设置在基座100内并抵接在轴向活动架200的侧壁上，卡接板15的上端伸出基座100的上支撑板2并抵接在转轴支撑座600的一侧。

进一步的，参见图7，所述卡接板15与转轴1的轴向加载端相对的位置处开有一个通孔15-1，且在卡接板15与转轴1的轴向加载端之间设置一个压力传感器Ⅰ15-2和一个平面轴承15-3，压力传感器Ⅰ15-2的基座部分固定安装在卡接板15上，平面轴承15-3的一侧连接在压力传感器Ⅰ15-2的检测压力部分上，且不与压力传感器Ⅰ15-2的基座部分接触，平面轴承15-3的另一侧抵接在转轴1的轴向加载端上；处于上方的电动推杆Ⅱ16的伸缩端正对卡接板15上的通孔15-1设置，并作为轴向加载机构500的加载端；当处于上方的电动推杆Ⅱ16的伸缩端穿过卡接板15上的通孔15-1并抵接在压力传感器Ⅰ15-2上时，电动推杆Ⅱ16的伸缩杆伸出并对转轴1的轴向加载端施加轴向载荷，电动推杆Ⅱ16的伸缩杆与转轴1对压力传感器Ⅰ15-2产生挤压，通过压力传感器Ⅰ15-2测量出电动推杆Ⅱ16所施加的轴向载荷的大小；由于平面轴承15-3能减去转轴1与压力传感器Ⅰ15-2之间的摩擦力，此时压力传感器Ⅰ15-2检测的数值更加准确。

更进一步的，所述的侧立板14和卡接板15均为可伸缩结构，侧立板14和卡接板15可随着浮动支撑座300的升降而升降。

更进一步的，参见图7，所述的卡接板15朝向轴向活动架200的一侧设置有两个插槽15-4，所述轴向活动架200上的两根支撑杆6插在两个插槽15-4内；所述的插槽15-4用于轴向加载机构500的径向限位。

参见图8，所述的径向加载机构700包括内环18、外环19、若干个电动推杆Ⅲ20、支撑轴承21、环形轴承座22、若干根弹簧Ⅲ23和若干个压力传感器Ⅱ24；所述的环形轴承座22、内环18和外环19由内向外同心依次设置，所述的支撑轴承21安装在环形轴承座22内，若干根所述弹簧Ⅲ23以阵列的形式周向均匀安装在环形轴承座22与内环18之间所形成的环形空腔内，弹簧Ⅲ23的一端安装在环形轴承座22的外侧壁上，弹簧Ⅲ23的另一端安装在内环18的内侧壁上；若干个所述电动推杆Ⅲ20周向均匀安装在内环18与外环19之间所形成的环形空腔内，所述电动推杆Ⅲ20的固定端安装在外环19的内侧壁上，所述电动推杆Ⅲ20的伸缩端穿过内环18并抵接在环形轴承座22的外侧壁上，每个电动推杆Ⅲ20的伸缩端与环形轴承座22的外侧壁之间设置一个压力传感器Ⅱ24，所述的压力传感器Ⅱ24安装在电动推杆Ⅲ20伸缩端的端头部；所述的弹簧Ⅲ23与电动推杆Ⅲ20的伸缩端的端头部错位设置。

进一步的，所述的内环18和外环19均为正八边环架，所述的电动推杆Ⅲ20和压力传感器Ⅱ24的数量均为八个。

进一步的，每个电动推杆Ⅲ20的伸缩端的端部设置有一个弧形板25，所述弧形板25的弧度与环形轴承座22的弧度相同，所述的压力传感器Ⅱ24安装在弧形板25朝向环形轴承座22的一侧。

进一步的，所述外环19的下端设置有两根支撑杆，所述的外环19通过两根支撑杆固装在径向加载机构安装梁8上。

在本实施例中，在测量待测轴承的最大径向载荷时，所述的轴向活动架200与基座100之间保持固定不动，由于径向加载机构700安装在径向加载机构安装梁8上，所以径向加载机构700也保持固定不动；所述径向加载机构700中的环形轴承座22在八个电动推杆Ⅲ20的联合作用下径向产生位移，由于转轴1是通过支撑轴承21安装在环形轴承座22内的，且转轴1的两端安装在浮动支撑座300上，所以转轴1在径向上也会产生位移，转轴1带动待测轴承的内圈产生一定的径向位移量，真实模拟出长轴系在高度转动及受到径向载荷时所产生径向位移变化状态，保证测量的准确性。

在本实施例中，由于设置了多个电动推杆Ⅲ20，且每个电动推杆Ⅲ20的加载端都安装了一个压力传感器Ⅱ24，可以真实的测量出转轴1在产生径向位移时各个位置的载荷数值；同时，多个电动推杆Ⅲ20的设置也可以实现转轴1多方位径向位移，测量出待测轴承的径向载荷能力。

在本实施例中，当电动推杆Ⅲ20收回时，环形轴承座22通过其上的弹簧Ⅲ23复位。

参见图9、图10和图11，所述的待测轴承安装座800用于安装待测轴承，实现待测轴承的外圈与转轴1之间位置保持不动；所述的待测轴承安装座800包括底部拱形安装座26、顶升架27和轴承安装套44；所述的底部拱形安装座26固装在基座100的上支撑板2上保持不动，所述的顶升架27活动安装在底部拱形安装座26上，并可相对于底部拱形安装座26上下移动，所述的轴承安装套44安装在顶升架27的顶部，所述的待测轴承安装在轴承安装套44内。

进一步的，参见图10，所述轴承安装套44一侧的四周均匀安装有四个径向位移传感器43，所述四个径向位移传感器43正对转轴1设置；所述轴承安装套44的另一侧安装有一个轴向位移传感器40，所述轴向位移传感器40与待测轴承的内圈相对应。

在本实施例中，四个径向位移传感器43相互配合，对转轴1各个方向的位移进行精准检测，便于检测人员得知转轴1在受到径向载荷力后的位移变化，从而能及时得知待测轴承受到最大径向载荷后整体产生形变的情况，当待测轴承受到径向载荷超过本身所能承受的极限后，待测轴承内的滚子在受到载荷力的作用而挤压待测轴承内圈的外壁或外圈的内壁产生凹陷，从而影响待测轴承的性能；当待测轴承受到轴向载荷大于本身的极限后，待测轴承的内圈会与外圈脱离，轴向位移传感器40便能检测出待测轴承内圈的位移量，从而能使检测人员得知此时所施加的轴向载荷力为待测轴承所能承受的最大载荷。

进一步的，参见图11，所述的轴承安装套44是由两个半环形的弧形卡环通过铰链铰接形成，上部的弧形卡环能打开，便于将待测轴承放在轴承安装套44内，并通过螺栓将两个弧形卡环连接固定，将待测轴承的外圈卡紧在轴承安装套44内。

进一步的，参见图11，所述的底部拱形安装座26的上表面上并排开有两个竖直插孔26-1，底部拱形安装座26的两侧侧壁上分别开有一个水平插孔26-2，所述顶升架27的底部设置两根插杆27-1，所述的顶升架27通过两根插杆27-1和底部拱形安装座26上的竖直插孔26-1插在底部拱形安装座26上，所述的顶升架27与底部拱形安装座26之间通过锁紧机构进行锁紧。

更进一步的，参见图11，所述顶升架27底部的插杆27-1上纵向设置若干个插孔；所述的锁紧机构包括两组分别相对设置在底部拱形安装座26两侧的插板组件、第二直齿轮45和齿轮罩31；每个插板组件包括T字形插板28、锁紧齿条29和两根弹簧Ⅱ30；所述的T字形插板28穿过底部拱形安装座26上的水平插孔26-2并插在插杆27-1的插孔内；两根所述弹簧Ⅱ30分别设置在T字形插板28的两侧，弹簧Ⅱ30的一端连接在T字形插板28上，弹簧Ⅱ30的另一端抵接在底部拱形安装座26的侧壁上；所述锁紧齿条29的一端连接在T字形插板28上，锁紧齿条29的另一端朝向另一侧的插板组件延伸并处于底部拱形安装座26外的侧部，所述的齿轮罩31罩在两根锁紧齿条29的外面并固装在底部拱形安装座26上；所述的第二直齿轮45插装在齿轮罩31上，并分别与两组插板组件中的锁紧齿条29相啮合。

在本实施例中，通过旋拧第二直齿轮45使得锁紧齿条29向外移动或者向内移动，当锁紧齿条29向外移动时，锁紧齿条29带动与其连接的T字形插板28向外移动，T字形插板28与顶升架27底部的插杆27-1分离，此时可以调整顶升架27的高度，当锁紧齿条29向内移动时，锁紧齿条29带动与其连接的T字形插板28向内移动，T字形插板28插在插杆27-1的插孔内，实现顶升架27位置的固定。

参见图12和图13，所述的待测轴承安装座800外设置有一个防护罩组件900，所述的防护罩组件900用于防止待测轴承在受到超过自身性能的载荷力而发生位移时，使滚珠崩出而伤害到检测人员，保证了检测人员的安全；所述的防护罩组件900包括两个相对设置在顶升架27两侧的防护罩32，所述防护罩32的底端铰接在顶升架27的侧壁上，两个防护罩32的顶端通过锁紧件连接实现扣合。

进一步的，参见图13，所述的锁紧件包括齿轮安装架33、齿轮34和齿条Ⅰ35；所述的齿轮安装架33安装在其中一个防护罩32的顶端，齿轮34转动安装在齿轮安装架33内，所述的齿条Ⅰ35安装在另一个防护罩32的顶端，齿条Ⅰ35的一端固装在防护罩32上，齿条Ⅰ35的另一端伸入到齿轮安装架33与齿轮34之间，并与齿轮34相啮合。

更进一步的，参见图14，所述的锁紧件上还安装一个温度感应器46，所述的温度感应器46通过一个L形齿条36进行安装，L形齿条36垂直插在齿轮安装架33上，并与齿轮34相啮合，所述的温度感应器46安装在L形齿条36的底端，所述的温度感应器46与待测轴承相对应。

在本实施例中，当两个防护罩32闭合时，齿条Ⅰ35插在齿轮安装架33与齿轮34之间时，并推动齿轮34转动，齿轮34带动L形齿条36向下移动，并将温度感应器46移动到与待测轴承内圈对应的部位，从而能便于对待测轴承的温度进行监测。

进一步的，其中一个防护罩32的侧面固定连接有卡接盒41，所述的卡接盒41内卡接有一个千分表42，千分表42的检测头部分与转轴1的外表面抵接，用于检测转轴1在转动时受到载荷力产生的振动情况。

进一步的，参见图15，所述的两个防护罩32通过驱动机构实现自动展开与闭合；所述的驱动机构包括两个连接板37、两个齿条Ⅱ38和一个第一直齿轮39，所述的两个连接板37分别设置在两个防护罩32的两侧，且每个连接板37对应一个防护罩32和一个齿条Ⅱ38设置；每个连接板37的一端铰接在与其对应的防护罩32的侧面，每个连接板37的另一端铰接在与其对应的齿条Ⅱ38的一端，两个齿条Ⅱ38的另一端分别插在顶升架27的两侧，并上下相对设置，所述的第一直齿轮39插装在顶升架27内，并分别与两个齿条Ⅱ38相啮合，所述的第一直齿轮39通过电机进行驱动旋转。

在本实施例中，当对待测轴承进行载荷检测时，可以通过外部控制单元控制电机驱动第一直齿轮39旋转，将两侧的齿条Ⅱ38向外顶出，从而通过连接板37将两侧的防护罩32合起套在待测轴承安装座800外部，能对其进行防护，防止待测轴承内的滚珠崩出对检测人员造成伤害。

以下对本发明的工作过程做进一步的说明，以进一步展示本发明的工作原理和优点：

待测轴承的轴向最大载荷的测试：当轴向加载机构500对转轴1施加轴向载荷，并对待测轴承进行轴向载荷检测时，轴向活动架200从基座100的下底板3上拆卸下来，轴向活动架200与转轴1在轴向上处于活动状态，故转轴1可以相对于基座100进行轴向移动，轴向加载机构中的电动推杆Ⅱ16的伸缩端穿过卡接板15上的通孔15-1并抵接在压力传感器Ⅰ15-2上，电动推杆Ⅱ16的伸缩杆伸出并对转轴1的轴向加载端施加轴向载荷，转轴1相对于基座100进行轴向移动，并与待测轴承之间产生轴向位移，转轴1对待测轴承的内圈施加轴向载荷力；当转轴1轴向移动一定的距离时，此时待测轴承的内圈与外圈之间产生最大位移量，也就是待测轴承所能承受的最大轴向载荷，通过压力传感器Ⅰ15-2测量出电动推杆Ⅱ16所施加的轴向载荷的大小。在轴向载荷测量中，当待测轴承受到轴向载荷大于本身的极限后，待测轴承的内圈会与外圈脱离，轴向位移传感器40便能检测出待测轴承内圈的位移量，从而能使检测人员得知此时所施加的轴向载荷力为待测轴承所能承受的最大载荷。

待测轴承的径向最大载荷的测试：当径向加载机构700对转轴1施加径向载荷，并对待测轴承进行径向载荷检测时，轴向活动架200通过螺钉固定安装在基座100的下底板3上；径向加载机构700中的环形轴承座22在八个电动推杆Ⅲ20的联合作用下径向产生位移，转轴1在环形轴承座22和浮动支撑座300的作用下径向产生位移，转轴1带动待测轴承的内圈产生一定的径向位移量，通过多个压力传感器Ⅱ24的测量，最终测量出待测轴承的径向最大载荷。在径向载荷测量中，通过四个径向位移传感器43相互配合，对转轴1各个方向的位移进行精准检测，便于检测人员得知转轴1在受到径向载荷力后的位移变化，从而能及时得知待测轴承受到最大径向载荷后整体产生形变的情况，当待测轴承受到径向载荷超过本身所能承受的极限后，待测轴承内的滚子在受到载荷力的作用而挤压待测轴承内圈的外壁或外圈的内壁产生凹陷，从而影响待测轴承的性能。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：它包括基座（100）、轴向活动架（200）、两个浮动支撑座（300）、旋转驱动电机（400）、轴向加载机构（500）、两个径向加载机构（700）、待测轴承安装座（800）、转轴支撑座（600）和转轴（1）；所述的轴向活动架（200）可拆卸地安装在基座（100）上；所述的两个浮动支撑座（300）分别安装在轴向活动架（200）顶部的两端，所述的旋转驱动电机（400）固装在其中一个浮动支撑座（300）上，转轴支撑座（600）安装在另一个浮动支撑座（300）上；所述转轴（1）的一端作为旋转驱动端，转轴（1）的另一端作为轴向加载端，转轴（1）的旋转驱动端安装在旋转驱动电机（400）的驱动端上，转轴（1）的轴向加载端安装在转轴支撑座（600）内，所述的转轴（1）在浮动支撑座（300）的浮动下可相对基座（100）产生移动；待测轴承套装在转轴（1）上，并通过待测轴承安装座（800）固装在基座（100）上；所述的两个径向加载机构（700）套装在转轴（1）上并固装在轴向活动架（200）上，径向加载机构（700）为转轴（1）提供径向的载荷，两个径向加载机构（700）分别处于待测轴承的两侧；所述的轴向加载机构（500）安装在基座（100）靠近转轴支撑座（600）的一侧，并为转轴（1）提供轴向的载荷。

2.根据权利要求1所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的基座（100）包括上支撑板（2）、下底板（3）和若干根支撑柱（4）；所述的上支撑板（2）和下底板（3）上下相对设置并通过支撑柱（4）进行固定连接；

所述的轴向活动架（200）包括安装底板（5）、四根支撑杆（6）、两个浮动支撑座安装梁（7）和径向加载机构安装梁（8）；所述的安装底板（5）安装在基座（100）下底板（3）的上表面上，并可相对于基座（100）轴向移动；所述四根支撑杆（6）的底端安装在安装底板（5）上，其中两根支撑杆（6）的顶端穿过上支撑板（2）并与其中一个浮动支撑座安装梁（7）固连；另外两根支撑杆（6）的顶端穿过上支撑板（2）并与另一个浮动支撑座安装梁（7）固连；每个浮动支撑座安装梁（7）上设置一个浮动支撑座（300）；所述的径向加载机构安装梁（8）设置在两个浮动支撑座安装梁（7）之间，且处于基座（100）的正上方；两个径向加载机构（700）均安装在径向加载机构安装梁（8）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的浮动支撑座（300）包括上浮板（10）、下支撑板（11）和若干根弹簧Ⅰ（12），所述的上浮板（10）和下支撑板（11）上下相对设置，并通过若干根弹簧Ⅰ（12）进行连接；所述的浮动支撑座（300）通过下支撑板（11）安装在浮动支撑座安装梁（7）的上表面上；所述的旋转驱动电机（400）和转轴支撑座（600）分别安装在两个浮动支撑座（300）的上浮板（10）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的轴向加载机构（500）包括侧立板（14）、卡接板（15）和三个电动推杆Ⅱ（16），所述的侧立板（14）和卡接板（15）竖直相对设置，且二者之间通过三个电动推杆Ⅱ（16）进行连接，所述的侧立板（14）固装在基座（100）上靠近转轴支撑座（600）的一端，所述卡接板（15）的下端抵接在轴向活动架（200）的侧壁上，卡接板（15）的上端抵接在转轴支撑座（600）的一侧；

所述卡接板（15）与转轴（1）相对的位置处开有一个通孔（15-1），且在卡接板（15）与转轴（1）之间设置一个压力传感器Ⅰ（15-2）和一个平面轴承（15-3），压力传感器Ⅰ（15-2）的基座部分固定安装在卡接板（15）上，平面轴承（15-3）的一侧连接在压力传感器Ⅰ（15-2）的检测压力部分，平面轴承（15-3）的另一侧抵接在转轴（1）的轴向加载端；其中一根电动推杆Ⅱ（16）的伸缩端正对卡接板（15）上的通孔（15-1）设置，所述其中一根电动推杆Ⅱ（16）的伸缩端穿过卡接板（15）上的通孔（15-1）并抵接在压力传感器Ⅰ（15-2）上。

5.根据权利要求1所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的径向加载机构（700）包括内环（18）、外环（19）、若干个电动推杆Ⅲ（20）、支撑轴承（21）、环形轴承座（22）、若干根弹簧Ⅲ（23）和若干个压力传感器Ⅱ（24）；所述的环形轴承座（22）、内环（18）和外环（19）由内向外同轴依次设置，所述的支撑轴承（21）安装在环形轴承座（22）内，若干根所述弹簧Ⅲ（23）以阵列的形式周向均匀安装在环形轴承座（22）与内环（18）之间所形成的环形空腔内，弹簧Ⅲ（23）的一端安装在环形轴承座（22）上，弹簧Ⅲ（23）的另一端安装在内环（18）的内侧壁上；若干个所述电动推杆Ⅲ（20）周向均匀安装在内环（18）与外环（19）之间所形成的环形空腔内，所述电动推杆Ⅲ（20）的固定端安装在外环（19）的内侧壁上，所述电动推杆Ⅲ（20）的伸缩端穿过内环（18）并抵接在环形轴承座（22）的外侧壁上，所述的电动推杆Ⅲ（20）的伸缩端与环形轴承座（22）之间设置一个压力传感器Ⅱ（24），所述的压力传感器Ⅱ（24）安装在电动推杆Ⅲ（20）伸缩端的端头部；所述的弹簧Ⅲ（23）与电动推杆Ⅲ（20）的伸缩端错位设置。

6.根据权利要求2所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的待测轴承安装座（800）包括底部拱形安装座（26）、顶升架（27）和轴承安装套（44）；所述的底部拱形安装座（26）安装在基座（100）的上支撑板（2）上，所述的顶升架（27）活动安装在底部拱形安装座（26）上，并可相对于底部拱形安装座（26）上下移动，所述的轴承安装套（44）安装在顶升架（27）的顶部，所述的待测轴承安装在轴承安装套（44）内。

7.根据权利要求6所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述轴承安装套（44）一侧的四周均匀安装有四个径向位移传感器（43），所述四个径向位移传感器（43）正对转轴（1）设置；所述轴承安装套（44）的另一侧安装有一个轴向位移传感器（40），所述轴向位移传感器（40）与待测轴承的内圈相对应。

8.根据权利要求7所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的待测轴承安装座（800）外设置有一个防护罩组件（900），所述的防护罩组件（900）包括两个相对设置在顶升架（27）两侧的防护罩（32），所述防护罩（32）的底端铰接在顶升架（27）的侧端，两个防护罩（32）的顶端通过锁紧件连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的锁紧件包括齿轮安装架（33）、齿轮（34）和齿条Ⅰ（35）；所述的齿轮安装架（33）安装在其中一个防护罩（32）的顶端，齿轮（34）转动安装在齿轮安装架（33）内，所述的齿条Ⅰ（35）安装在另一个防护罩（32）的顶端，齿条Ⅰ（35）的一端固装在防护罩（32）上，齿条Ⅰ（35）的另一端伸入到齿轮安装架（33）与齿轮（34）之间，并与齿轮（34）相啮合。

10.根据权利要求9所述的一种用于轴承载荷检测的工装，其特征在于：所述的防护罩组件（900）上还安装一个温度感应器（46）和一个千分表（42），所述的温度感应器（46）设置在防护罩组件（900）内并与待测轴承相对应；所述千分表（42）的检测头部分与转轴（1）的外表面抵接。

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