CN117109913A - 可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于轴承试验技术领域,公开了一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，主要由钢球自转驱动装置、保持架夹紧装置、保持架振动激励装置、外圈角度偏转装置、轴向预紧调整装置、润滑装置、试验台架体和被测轴承组成。本发明具有外圈角度偏转装置和轴向预紧调整装置，能够控制轴承外圈角度偏转及轴向位移变化。本发明保持架振动激励装置及保持架夹紧装置，实现对保持架的定位及夹紧。本发明具有钢球自转驱动装置，其采用轴和部分外圈夹持单个钢球进行驱动，模拟钢球旋转工况，同时配合外圈角度偏转和轴向加载及预紧，实现钢球与外圈以及保持架的相互作用状态的模拟。

Description

可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置

技术领域

本发明属于轴承试验技术领域,具体涉及一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置。

背景技术

球轴承广泛应用于各种旋转机械中，在实际运动过程中，钢球与保持架相互作用力将直接影响着两者的运动以及受力、磨损等，而且受作用力频率及幅值等影响明显，且受在钢球与套圈接触角度变化影响，因此研究不同接触角度、转速、激励下的保持架与钢球间的冲击具有重要意义。

然而虽然目前存在一些针对轴承载荷测试的轴承试验机，例如专利：具有外部冲击激励的球轴承试验机(CN112393905B)，是对径向激励或轴向静态加载进行模拟，缺少对保持架施加动态激励，不能开展给定冲击频率、幅值下的模拟试验；专利：球轴承保持架多物理场动态参数测试装置(CN109781408A)，是对保持架进行保持架运动等进行动态参数测试，并不能改变球轴承钢球接触角度及保持架的冲击接触状态，难以开展不同接触角度以及冲击下的保持架与滚动体模拟试验。

综上所述，目前球轴承滚动体与保持架之间的冲击试验装置大多以理论分析为主，而且在仅有的试验机中没有可以实现保持架与滚动体之间复杂边界(如接触角度、轴向预紧、滚动与冲击状态等)模拟的试验装置。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的不足，提出一种具有外圈角度偏转装置、轴向预紧调整装置、保持架振动激励装置、钢球自转驱动装置的可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，可以实现球轴承接触角调整、轴承轴向预紧控制、轴承的周向冲击工况模拟以及滚动体的自转模拟，结合润滑装置更准确地模拟滚动体与保持架的相互作用。

本发明的技术方案：

一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，主要由钢球自转驱动装置1、保持架夹紧装置2、保持架振动激励装置3、外圈角度偏转装置4、轴向预紧调整装置5、润滑装置6、试验台架体7和被测轴承8组成，由钢球自转驱动装置1带动轴11旋转，从而带动球轴承内圈及钢球旋转，实现钢球自旋；保持架夹紧装置2通过调节V型块21及夹紧机构，实现对球轴承保持架的定位及夹紧；夹紧机构由可动滑块22、固定滑块23、旋钮24组成；保持架振动激励装置3通过铰接机构与保持架夹紧装置2中的V型块21连接，由激振器33对球轴承保持架施加不同频率和幅值的冲击载荷，实现球轴承保持架的冲击模拟；铰接机构由连接套筒34、连接销35、铰接座36、铰接座螺栓37组成；外圈角度偏转装置4通过角度偏转旋柄48调节球轴承外圈偏转角度，实现球轴承接触角控制；轴向预紧调整装置5通过旋柄调节球轴承外圈轴向位移，从而改变轴向预紧力的大小，实现球轴承预紧控制；润滑装置6通过夹持机构64调节喷油装置位置；

钢球自转驱动装置1主要由轴11、锁紧螺母12、轴承座13、联轴器14、联轴器螺栓15和驱动电机16组成；轴11两端由轴承座13支撑于试验台架体7上，轴11的右端通过联轴器14与驱动电机16连接，中间部分与球轴承内圈配合，实现扭矩传递；锁紧螺母12通过螺纹连接在轴11上，与另一侧轴11上的轴肩配合，实现球轴承内圈的轴向定位；轴承座13分布在轴11的两侧，固定在试验台架体7上，实现对轴11的支撑；联轴器14与联轴器螺栓15将驱动电机16的输出轴与轴11连接，实现扭矩的传递；驱动电机16输出轴由联轴器14与轴11连接，通过联轴器14将扭矩传递至轴11上，再传递到球轴承钢球上，驱动电机16由电机底座固定在试验台架体7上，实现扭矩输入；通过控制驱动电机16的转速，控制轴11及球轴承内圈的转速，进而控制球轴承钢球的转速，实现球轴承钢球的转速控制；

保持架夹紧装置2主要由V型块21、可动滑块22、固定滑块23、旋钮24、圆柱滑块25、圆柱滑轨26和固定台27组成；V型块21与球轴承保持架配合以限制其自由度，实现对球轴承保持架的定位；V型块21的一侧的一端安装有可动滑块22，可进行轴向窜动；V型块21的一侧的另一端安装有固定滑块23，可动滑块22和固定滑块23由旋钮24连接，V型块21两侧结构相同，通过拧紧旋钮24实现对球保持架的夹紧；圆柱滑块25固定于V型块21上，固定台27上的圆柱滑轨26过圆柱滑块25上的通孔，在激振器33工作时时可实现的径向滑动，实现冲击的传递；固定台27固定于在试验台架体7的夹紧机构固定面64上，实现保持架夹紧装置2的固定；通过拧松旋钮24将被试轴承放入V型块21中，由V型块21将球轴承保持架进行定位，接下来拧紧旋钮24，使球轴承保持架被夹紧，各部分相互配合以实现球轴承保持架的定位及夹紧；

保持架振动激励装置3主要由激振架31、连接螺栓32、激振器33、连接套筒34、连接销35、铰接座36和铰接座螺栓37组成；激振架31与试验台架体7中的激振系统连接面73连接，再通过连接螺栓32与激振器33连接，实现激振器33的固定；激振器33通过激振架31放置于竖直方向，实现对保持架的径向激励；连接套筒34通过连接销35与激振器33顶部连接，另一端由铰接座36通过铰接座螺栓37固定于V型块21上，实现径向激励的传递；在启动激振器33后，使其通过铰接机构传递给V型块21，在圆柱滑块25及圆柱滑轨26的限制下，V型块21带动球轴承保持架做径向窜动，实现对球轴承保持架冲击频率和幅值的控制；

外圈角度偏转装置4主要由固定支架41、角度偏转锁紧螺钉42、悬臂锁紧螺栓43、悬臂锁紧块44、角度偏转平台45、角度偏转平台联轴器46、角度偏转平台联轴器螺栓47和角度偏转旋柄48组成；固定支架41下端通过螺栓固定在试验台架体7中的支架固定孔74上，上端与角度偏转平台45连接，实现外圈角度偏转装置4的固定；角度偏转锁紧螺钉42通过拧紧和放松来控制角度偏转旋柄48是否旋转，实现对角度偏转平台45的偏转位置控制；悬臂锁紧螺栓43将悬臂锁紧块44用螺栓连接于固定支架41上，实现悬臂锁紧块44的固定；悬臂锁紧块44在角度偏转平台45旋转一定角度后与角度偏转锁紧螺钉42配合将其锁死，实现接触角度的控制；角度偏转平台45内部与丝杠57及光轴59连接，外部与固定支架41连接，并设置有角度偏转旋柄48和锁紧螺母，实现球轴承外圈整体的角度偏转；角度偏转平台联轴器46用角度偏转平台联轴器螺栓47将角度偏转旋柄48与角度偏转平台45连接，实现扭矩的等效传递；角度偏转旋柄48固定于固定支架41上，与角度偏转平台45的轴连接，旋合角度偏转旋柄48带动角度偏转平台45旋转，从而带动球轴承外圈旋转，实现对球轴承接触角的控制；通过调节角度偏转旋柄48有效改变球轴承外圈偏转角度的大小，并通过旋紧与放松角度偏转锁紧螺钉42控制接触角度大小；

轴向预紧调整装置5主要由加载旋柄51、加载锁紧螺钉52、丝杠滑块螺栓53、加载平台54、丝杠滑块55、夹紧旋钮56、丝杠57、侧面夹紧旋钮58和光轴59组成；加载旋柄51连接于角度偏转平台45的一侧，通过旋合控制加载平台54前进，进而推动球轴承外圈前进，实现球轴承的预紧调整；加载锁紧螺钉52通过拧紧和放松来控制加载旋柄51是否推进，实现对球轴承预紧程度的控制；丝杠滑块螺栓53将丝杠滑块55固定在加载平台54上，实现丝杠滑块55与加载平台54的同步运行；加载平台54两侧由光轴59进行固定轨迹，再由丝杠57控制行程，实现球轴承轴向预紧；丝杠滑块55沿丝杠57进行轴向移动，并由丝杠滑块螺栓53固定在加载平台54上，实现二者的同步运行；夹紧旋钮56和两个侧面夹紧旋钮58配合夹紧球轴承外圈，实现球轴承外圈的定位固定；丝杠57由加载旋柄51控制旋转，光轴59两端固定在角度偏转平台45上，二者相互配合实现轴向移动；通过调节加载旋柄51，有效改变球轴承外圈对钢球的轴向预紧力及加载力的大小，并通过旋紧与放松加载锁紧螺钉52实现球轴承的预紧调整；

润滑装置6主要由底座61、锁紧旋钮62、固定轴63、夹持机构64和喷油装置65组成；底座61与试验台架体7中的润滑装置底座固定孔72连接，实现润滑装置6的固定；锁紧旋钮62通过旋紧和放松调整喷油位置，实现润滑位置的控制；固定轴63先与底座61连接，再由夹持机构64与另一根固定轴63连接，最后再由夹持机构64与喷油装置65连接，实现润滑装置6的支撑；夹持机构64通过旋合螺母调节其在固定轴63上的位置，并且在到达合适位置后固定，实现润滑角度的控制；喷油装置65由夹持机构64固定，并在需要时将油喷到旋转的钢球上；润滑装置可调整喷嘴角度和位置，且喷嘴可调节润滑流量，各部分配合实现润滑的控制；

试验台架体7主要由轴承座连接面71、润滑装置底座固定孔72、激振系统连接面73、支架固定孔74和电机底座固定面75组成；轴承座连接面71通过螺栓与轴承座13连接，使其固定于试验台架体7上；润滑装置底座固定孔72通过螺栓与底座61连接，使其固定于试验台架体7上；激振系统连接面73通过螺栓与激振架31连接，使其固定于试验台架体7上；支架固定孔74通过螺栓与固定支架41连接，使其固定于试验台架体7上；电机底座固定面75通过螺栓与驱动电机16底座连接，使其固定于试验台架体7上；通过不同的连接方式使各部分装置固定于试验台架体7，保证各部分正常工作。

本发明的有益效果：

(1)本发明具有外圈角度偏转装置和轴向预紧调整装置，能够控制轴承外圈角度偏转及轴向位移变化，从而实现对球轴承中外圈与钢球的接触角控制和轴向预紧的控制，有效模拟球轴承钢球与外圈工作时的复杂空间位置与工况。

(2)本发明保持架振动激励装置及保持架夹紧装置，实现对保持架的定位及夹紧；通过控制激振器来控制冲击频率和幅值，有效模拟保持架兜孔与钢球不同冲击频率与幅值下的特性。

(3)本发明具有钢球自转驱动装置，其采用轴和部分外圈夹持单个钢球进行驱动，模拟钢球旋转工况，同时配合外圈角度偏转和轴向加载及预紧，实现钢球与外圈以及保持架的相互作用状态的模拟。

附图说明

图1为本发明工作原理图，(a)为钢球自转自由度，(b)为外圈角度偏转自由度，(c)保持架受冲击自由度。

图2为本发明整体结构图。

图3(a)为本发明钢球自转驱动装置轴测图。

图3(b)为本发明钢球自转驱动装置剖视图。

图4为本发明保持架夹紧装置结构图。

图5为本发明保持架振动激励装置结构图。

图6为本发明外圈角度偏转装置结构图。

图7为本发明轴向预紧调整装置结构图。

图8为本发明润滑装置结构图。

图9为本发明试验台架体轴测图。

图10为本发明被测轴承轴测图。

图11为本发明运动原理图。

图中：1钢球自转驱动装置；2保持架夹紧装置；3保持架振动激励装置；4外圈角度偏转装置；5轴向预紧调整装置；6润滑装置；7试验台架体；8被测轴承；11轴；12锁紧螺母；13轴承座；14联轴器；15联轴器螺栓；16驱动电机；21V型块；22可动滑块；23固定滑块；24旋钮；25圆柱滑块；26圆柱滑轨；27固定台；31激振架；32连接螺栓；33激振器；34连接套筒；35连接销；36铰接座；37铰接座螺栓；41固定支架；42角度偏转锁紧螺钉；43悬臂锁紧螺栓；44悬臂锁紧块；45角度偏转平台；46角度偏转平台联轴器；47角度偏转平台联轴器螺栓；48角度偏转旋柄；51加载旋柄；52加载锁紧螺钉；53丝杠滑块螺栓；54加载平台；55丝杠滑块；56夹紧旋钮；57丝杠；58侧面夹紧旋钮；59光轴；61底座；62锁紧旋钮；63固定轴；64夹持机构；65喷油装置65；71轴承座连接面；72润滑装置底座固定孔；73激振系统连接面；74支架固定孔；75电机底座固定面；81被测轴承滚动体；82被测轴承内圈；83被测轴承保持架；84被测轴承外圈。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

结合图1，轴承在运转过程中钢球存在自转转速ω，其公转转速与保持架转速的差异形成保持架与钢球周向冲击。导致两者转速存在一定的差异性，进而导致保持架兜孔与钢球间存在径向冲击振动，冲击速度可表示为ΔV＝(ωc-ωb)·t。由于钢球形状的特殊性以及预紧程度的影响，钢球运转过程中会与接触角度α会发生变化。因此实际运行过程的钢球与保持架自由度为：保持架径向自由度；外圈与钢球接触角度偏转自由度以及钢球自转自由度，因此需要专用的可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置实现钢球与保持架运转状态相互作用模拟。

结合图2，所述一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置由钢球自转驱动装置1、保持架夹紧装置2、保持架振动激励装置3、外圈角度偏转装置4、轴向预紧调整装置5、润滑装置6、试验台架体7、被测轴承8组成，由钢球自转驱动装置1带动轴旋转，从而带动被测轴承内圈及滚动体旋转，实现钢球自旋；保持架夹紧装置2通过调节V型块及夹紧机构，实现对被试轴承保持架的定位及夹紧；保持架振动激励装置3通过铰接机构与保持架夹紧装置中的V型块连接，由激振器对保持架施加不同频率和幅值的冲击载荷，实现球轴承保持架的冲击模拟；外圈角度偏转装置4通过旋柄调节球轴承外圈偏转角度，实现球轴承接触角控制；轴向预紧调整装置5通过旋柄调节外圈轴向位移，从而改变轴向预紧力的大小，实现球轴承预紧控制；润滑装置6通过夹持机构调节喷油装置位置，且可调整润滑流量及润滑角度等边界。

结合图3，所述钢球自转驱动装置1由轴11、锁紧螺母12、轴承座13、联轴器14、联轴器螺栓15、驱动电机16组成。所述轴11两端由轴承座13支撑于试验台架体7上，右端通过联轴器与驱动电机16连接，中间部分与被测轴承内圈配合，实现扭矩传递；所述锁紧螺母12通过螺纹连接在轴上，与另一侧轴上的轴肩配合，实现轴承内圈的轴向定位；所述轴承座13分布在轴11的两侧，固定在试验台架体7上，实现对轴的支撑；所述联轴器14与联轴器螺栓15将驱动电机16的输出轴与轴11连接，实现扭矩的传递；所述驱动电机16输出轴由联轴器14与轴11连接，通过联轴器将扭矩传递至轴上，再传递到被测轴承滚动体上，其下端由电机底座固定在试验台架体7上，实现扭矩输入。通过控制驱动电机16的转速，可以控制轴11及被测轴承内圈的转速，进而控制被测轴承滚动体的转速，实现滚动体的转速控制。

结合图4，所述保持架夹紧装置2由V型块21、可动滑块22、固定滑块23、旋柄24、圆柱滑块25、圆柱滑轨26、固定台27组成。所述V型块21与被测轴承保持架15配合以限制其自由度，实现对保持架的定位；所述可动滑块22安装在V型块上，可进行轴向窜动，固定滑块23固定于V型块21上，由旋柄24将两端连接，通过拧紧旋柄24实现对保持架的夹紧；所述圆柱滑块25固定于V型块21上，另一端与固定台27上的圆柱滑轨26连接，在激振器工作时时可实现的径向滑动，实现冲击的传递；所述固定台27下方固定于在试验台架体7的夹紧机构固定面64上，实现保持架夹紧装置2的固定。通过拧松夹紧机构中的旋柄24将被试轴承放入V型块21中，由V型块21将保持架进行定位，接下来拧紧夹紧机构中的旋柄24，使保持架被夹紧，各部分相互配合以实现保持架的定位及夹紧。

结合图5，所述保持架振动激励装置3由激振架31、连接螺栓32、激振器33、连接套筒34、连接销35、铰接座36、铰接座螺栓37组成。所述激振架31与试验台架体7中的激振系统连接面63连接，再通过连接螺栓32与激振器33连接，实现激振器的固定；所述激振器33通过激振架31放置于竖直方向，实现对保持架的径向激励；所述连接套筒34通过连接销35与激振器33顶部连接，另一端由铰接座36通过铰接座螺栓37固定于V型块21上，实现径向激励的传递。在启动激振器33后，使其通过铰接机构传递给V型块21，在圆柱滑轨机构的限制下，V型块21带动保持架做径向窜动，实现对保持架冲击频率和幅值的控制。

结合图6，所述外圈角度偏转装置4由固定支架41、角度偏转锁紧螺钉42、悬臂锁紧螺栓43、悬臂锁紧块44、角度偏转平台45、小联轴器46、小联轴器螺栓47、角度偏转旋柄48组成。所述固定支架41下端通过螺栓固定在试验台架体7中的支架固定孔74上，上端与角度偏转平台45连接，实现外圈角度偏转装置的固定；所述角度偏转锁紧螺钉42可以通过拧紧和放松来控制角度偏转旋柄48是否旋转，实现对角度偏转平台的偏转位置控制；所述悬臂锁紧螺栓43将悬臂锁紧块44用螺栓连接于固定支架41上，实现悬臂锁紧块的固定；所述悬臂锁紧块44在角度偏转平台45旋转一定角度后与角度偏转锁紧螺钉42配合将其锁死，实现接触角度的控制；所述角度偏转平台45内部与丝杠及光轴连接，外部与固定支架41连接，并设置有旋柄和锁紧螺母，实现外圈整体的角度偏转；所述小联轴器46用小联轴器螺栓47将角度偏转旋柄48与角度偏转平台45连接，实现扭矩的等效传递；所述角度偏转旋柄48固定于支架41上，与角度偏转平台45的轴连接，旋合旋柄带动角度偏转平台旋转，从而带动球轴承外圈旋转，实现对球轴承接触角的控制。通过调节角度偏转旋柄48，可以有效改变球轴承外圈偏转角度的大小，并通过旋紧与放松角度偏转锁紧螺钉42可以控制接触角度大小。

结合图7，所述轴向预紧调整装置5由加载旋柄51、加载锁紧螺钉52、丝杠滑块螺栓53、加载平台54、丝杠滑块55、夹紧旋钮56、丝杠57、侧面夹紧旋钮58、光轴59组成。所述加载旋柄51连接于角度偏转平台45的一侧，通过旋合控制加载平台54前进，进而推动外圈前进，实现球轴承的预紧调整；所述加载锁紧螺钉52可以通过拧紧和放松来控制加载旋柄51是否推进，实现对球轴承预紧程度的控制；所述丝杠滑块螺栓53将丝杠滑块55固定在加载平台54上，实现丝杠滑块55与加载平台54的同步运行；所述加载平台54两侧由光轴59进行固定轨迹，再由丝杠57控制行程，实现球轴承轴向预紧；所述丝杠滑块55可以沿丝杠57进行轴向移动，并由滑块螺栓53固定在加载平台54上，实现二者的同步运行；所述夹紧旋钮56和两个侧面夹紧旋钮58配合夹紧轴承外圈，实现轴承外圈的定位固定；所述丝杠57由加载旋柄51控制旋转，光轴59两端固定在角度偏转平台45上，二者相互配合实现轴向移动。通过调节加载旋柄51，可以有效改变球轴承外圈对滚动体的轴向预紧力及加载力的大小，并通过旋紧与放松加载锁紧螺钉52可以实现球轴承的预紧调整。

结合图8，所述润滑装置6主要由底座61、锁紧旋钮62、固定轴63、夹持机构64、喷油装置65组成。所述底座61与试验台架体7中的润滑装置底座固定孔72连接，实现润滑装置的固定；所述锁紧旋钮62通过旋紧和放松可以调整喷油位置，实现润滑位置的控制；所述固定轴63先与底座连接，再由夹持机构64与另一根固定轴连接，最后再由夹持机构64与喷油装置65连接，实现润滑装置的支撑；所述夹持机构64通过旋合螺母可以调节其在固定轴63上的位置，并且在到达合适位置后固定，实现润滑角度的控制；所述喷油装置65由夹持机构64固定，并在需要时将油喷到旋转的滚动体上。本润滑装置可调整喷嘴角度和位置，且喷嘴可调节润滑流量，各部分配合实现润滑的控制。

结合图9，所述试验台架体7主要由轴承座连接面71、润滑装置底座固定孔72、激振系统连接面73、支架固定孔74、电机底座固定面75组成。所述轴承座连接面71通过螺栓与轴承座16连接，使其固定于试验台架体上；所述润滑装置底座固定孔72通过螺栓与底座61连接，使其固定于试验台架体上；所述激振系统连接面73通过螺栓与激振架31连接，使其固定于试验台架体上；所述支架固定孔74通过螺栓与固定支架41连接，使其固定于试验台架体上；所述电机底座固定面75通过螺栓与驱动电机18底座连接，使其固定于试验台架体上。通过不同的连接方式使各部分装置固定于试验台架体7，保证各部分正常工作。

结合图11，本发明提供了基于上述的可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，可进行不同接触角度下的自旋态钢球与保持架冲击模拟试验：

通过钢球自转旋转驱动装置1为被试轴承8的钢球提供驱动，实现钢球转速控制；通过外圈角度偏转装置4对被试轴承外圈偏转角度进行调整，实现对钢球接触角度的控制；通过轴向预紧调整装置5对被试轴承外圈轴向位移进行调整，实现对球轴承轴向预紧的控制；通过保持架振动激励装置3向被试轴承保持架提供周向激励,实现保持架受冲击的频率和幅值控制；通过润滑装置5为被试轴承8在需要时将油喷到旋转的被试轴承滚动体81上，实现润滑流量、位置控制；各部分相互配合可完成不同接触角度下的自旋态钢球与保持架冲击模拟试验。

Claims (1)

1.一种可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置，其特征在于，该可变接触角球轴承钢球与保持架周向冲击试验装置主要由钢球自转驱动装置(1)、保持架夹紧装置(2)、保持架振动激励装置(3)、外圈角度偏转装置(4)、轴向预紧调整装置(5)、润滑装置(6)、试验台架体(7)和被测轴承(8)组成，由钢球自转驱动装置(1)带动轴(11)旋转，从而带动球轴承内圈及钢球旋转，实现钢球自旋；保持架夹紧装置(2)通过调节V型块(21)及夹紧机构，实现对球轴承保持架的定位及夹紧；夹紧机构由可动滑块(22)、固定滑块(23)、旋钮(24)组成；保持架振动激励装置(3)通过铰接机构与保持架夹紧装置(2)中的V型块(21)连接，由激振器(33)对球轴承保持架施加不同频率和幅值的冲击载荷，实现球轴承保持架的冲击模拟；铰接机构由连接套筒(34)、连接销(35)、铰接座(36)、铰接座螺栓(37)组成；外圈角度偏转装置(4)通过角度偏转旋柄(48)调节球轴承外圈偏转角度，实现球轴承接触角控制；轴向预紧调整装置(5)通过旋柄调节球轴承外圈轴向位移，从而改变轴向预紧力的大小，实现球轴承预紧控制；润滑装置(6)通过夹持机构(64)调节喷油装置位置；

钢球自转驱动装置(1)主要由轴(11)、锁紧螺母(12)、轴承座(13)、联轴器(14)、联轴器螺栓(15)和驱动电机(16)组成；轴(11)两端由轴承座(13)支撑于试验台架体(7)上，轴(11)的右端通过联轴器(14)与驱动电机(16)连接，中间部分与球轴承内圈配合，实现扭矩传递；锁紧螺母(12)通过螺纹连接在轴(11)上，与另一侧轴(11)上的轴肩配合，实现球轴承内圈的轴向定位；轴承座(13)分布在轴(11)的两侧，固定在试验台架体(7)上，实现对轴(11)的支撑；联轴器(14)与联轴器螺栓(15)将驱动电机(16)的输出轴与轴(11)连接，实现扭矩的传递；驱动电机(16)输出轴由联轴器(14)与轴(11)连接，通过联轴器(14)将扭矩传递至轴(11)上，再传递到球轴承钢球上，驱动电机(16)由电机底座固定在试验台架体(7)上，实现扭矩输入；通过控制驱动电机(16)的转速，控制轴(11)及球轴承内圈的转速，进而控制球轴承钢球的转速，实现球轴承钢球的转速控制；

保持架夹紧装置(2)主要由V型块(21)、可动滑块(22)、固定滑块(23)、旋钮(24)、圆柱滑块(25)、圆柱滑轨(26)和固定台(27)组成；V型块(21)与球轴承保持架配合以限制其自由度，实现对球轴承保持架的定位；V型块(21)的一侧的一端安装有可动滑块(22)，可进行轴向窜动；V型块(21)的一侧的另一端安装有固定滑块(23)，可动滑块(22)和固定滑块(23)由旋钮(24)连接，V型块(21)两侧结构相同，通过拧紧旋钮(24)实现对球保持架的夹紧；圆柱滑块(25)固定于V型块(21)上，固定台(27)上的圆柱滑轨(26)过圆柱滑块(25)上的通孔，在激振器(33)工作时时可实现的径向滑动，实现冲击的传递；固定台(27)固定于在试验台架体(7)的夹紧机构固定面64上，实现保持架夹紧装置(2)的固定；通过拧松旋钮(24)将被试轴承放入V型块(21)中，由V型块(21)将球轴承保持架进行定位，接下来拧紧旋钮(24)，使球轴承保持架被夹紧，各部分相互配合以实现球轴承保持架的定位及夹紧；

保持架振动激励装置(3)主要由激振架(31)、连接螺栓(32)、激振器(33)、连接套筒(34)、连接销(35)、铰接座(36)和铰接座螺栓(37)组成；激振架(31)与试验台架体(7)中的激振系统连接面(73)连接，再通过连接螺栓(32)与激振器(33)连接，实现激振器(33)的固定；激振器(33)通过激振架(31)放置于竖直方向，实现对保持架的径向激励；连接套筒(34)通过连接销(35)与激振器(33)顶部连接，另一端由铰接座(36)通过铰接座螺栓(37)固定于V型块(21)上，实现径向激励的传递；在启动激振器(33)后，使其通过铰接机构传递给V型块(21)，在圆柱滑块(25)及圆柱滑轨(26)的限制下，V型块(21)带动球轴承保持架做径向窜动，实现对球轴承保持架冲击频率和幅值的控制；

外圈角度偏转装置(4)主要由固定支架(41)、角度偏转锁紧螺钉(42)、悬臂锁紧螺栓(43)、悬臂锁紧块(44)、角度偏转平台(45)、角度偏转平台联轴器(46)、角度偏转平台联轴器螺栓(47)和角度偏转旋柄(48)组成；固定支架(41)下端通过螺栓固定在试验台架体(7)中的支架固定孔(74)上，上端与角度偏转平台(45)连接，实现外圈角度偏转装置(4)的固定；角度偏转锁紧螺钉(42)通过拧紧和放松来控制角度偏转旋柄(48)是否旋转，实现对角度偏转平台(45)的偏转位置控制；悬臂锁紧螺栓(43)将悬臂锁紧块(44)用螺栓连接于固定支架(41)上，实现悬臂锁紧块(44)的固定；悬臂锁紧块(44)在角度偏转平台(45)旋转一定角度后与角度偏转锁紧螺钉(42)配合将其锁死，实现接触角度的控制；角度偏转平台(45)内部与丝杠(57)及光轴(59)连接，外部与固定支架(41)连接，并设置有角度偏转旋柄(48)和锁紧螺母，实现球轴承外圈整体的角度偏转；角度偏转平台联轴器(46)用角度偏转平台联轴器螺栓(47)将角度偏转旋柄(48)与角度偏转平台(45)连接，实现扭矩的等效传递；角度偏转旋柄(48)固定于固定支架(41)上，与角度偏转平台(45)的轴连接，旋合角度偏转旋柄(48)带动角度偏转平台(45)旋转，从而带动球轴承外圈旋转，实现对球轴承接触角的控制；通过调节角度偏转旋柄(48)有效改变球轴承外圈偏转角度的大小，并通过旋紧与放松角度偏转锁紧螺钉(42)控制接触角度大小；

轴向预紧调整装置(5)主要由加载旋柄(51)、加载锁紧螺钉(52)、丝杠滑块螺栓(53)、加载平台(54)、丝杠滑块(55)、夹紧旋钮(56)、丝杠(57)、侧面夹紧旋钮(58)和光轴(59)组成；加载旋柄(51)连接于角度偏转平台(45)的一侧，通过旋合控制加载平台(54)前进，进而推动球轴承外圈前进，实现球轴承的预紧调整；加载锁紧螺钉(52)通过拧紧和放松来控制加载旋柄(51)是否推进，实现对球轴承预紧程度的控制；丝杠滑块螺栓(53)将丝杠滑块(55)固定在加载平台(54)上，实现丝杠滑块(55)与加载平台(54)的同步运行；加载平台(54)两侧由光轴(59)进行固定轨迹，再由丝杠(57)控制行程，实现球轴承轴向预紧；丝杠滑块(55)沿丝杠(57)进行轴向移动，并由丝杠滑块螺栓(53)固定在加载平台(54)上，实现二者的同步运行；夹紧旋钮(56)和两个侧面夹紧旋钮(58)配合夹紧球轴承外圈，实现球轴承外圈的定位固定；丝杠(57)由加载旋柄(51)控制旋转，光轴(59)两端固定在角度偏转平台(45)上，二者相互配合实现轴向移动；通过调节加载旋柄(51)，有效改变球轴承外圈对钢球的轴向预紧力及加载力的大小，并通过旋紧与放松加载锁紧螺钉(52)实现球轴承的预紧调整；

润滑装置(6)主要由底座(61)、锁紧旋钮(62)、固定轴(63)、夹持机构(64)和喷油装置(65)组成；底座(61)与试验台架体(7)中的润滑装置底座固定孔(72)连接，实现润滑装置(6)的固定；锁紧旋钮(62)通过旋紧和放松调整喷油位置，实现润滑位置的控制；固定轴(63)先与底座(61)连接，再由夹持机构(64)与另一根固定轴(63)连接，最后再由夹持机构(64)与喷油装置(65)连接，实现润滑装置(6)的支撑；夹持机构(64)通过旋合螺母调节其在固定轴(63)上的位置，并且在到达合适位置后固定，实现润滑角度的控制；喷油装置(65)由夹持机构(64)固定，并在需要时将油喷到旋转的钢球上；润滑装置可调整喷嘴角度和位置，且喷嘴可调节润滑流量，各部分配合实现润滑的控制；

试验台架体(7)主要由轴承座连接面(71)、润滑装置底座固定孔(72)、激振系统连接面(73)、支架固定孔(74)和电机底座固定面(75)组成；轴承座连接面(71)通过螺栓与轴承座(13)连接，使其固定于试验台架体(7)上；润滑装置底座固定孔(72)通过螺栓与底座(61)连接，使其固定于试验台架体(7)上；激振系统连接面(73)通过螺栓与激振架(31)连接，使其固定于试验台架体(7)上；支架固定孔(74)通过螺栓与固定支架(41)连接，使其固定于试验台架体(7)上；电机底座固定面(75)通过螺栓与驱动电机(16)底座连接，使其固定于试验台架体(7)上；通过不同的连接方式使各部分装置固定于试验台架体(7)，保证各部分正常工作。