CN202614529U - 滚动轴承噪声测量装置 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及一种滚动轴承噪声测量装置，它包括被测轴承安装装置、配重装置、隔音装置、轴承压紧装置、轴承轴向力加载装置、信号调理电路和计算机，被测轴承安装在所述被测轴承安装装置的转子主轴上，由所述的轴承压紧装置压紧，并由轴承轴向力加载装置从下方推顶加载，有一个传声器固定安装在一个三脚架上，而位于在被测轴承上方并与水平面成45°夹角，传声器通过导线依次经信号调理放大电路、接线端子板和数据采集卡连接到计算机。本实用新型通过设计特殊的轴向加载装置、隔音装置、电机实现了轴承噪声测量；同时本实用新型结构简单，实施方便。

Description

滚动轴承噪声测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承检测设备领域，尤其涉及一种滚动轴承噪声测量装置，通过设计合理的轴承加载装置减少轴承运转过程中发热对噪声的影响，同时设计隔音罩减少外界噪声对轴承噪声测量的影响。

背景技术

随着现代化生产技术的发展，机械产品已经广泛使用于航空航天、高铁、机床、汽车、冶金等国民经济和国防建设诸多领域，机器的运转速度和效率要求也越来越高，而轴承又是旋转机械不可缺少的支承和传递动力的元器件之一。

轴承在运转过程中难免会产生噪声，高速运转的轴承往往是不少机器的主要噪声源，而噪声对人的生理和心里上都会产生不良影响，另一方面噪声的大小也反应了产品的质量、加工工艺质量、装配质量、使用性能等重要问题；目前，滚动轴承的质量除了通常以标准的尺寸偏差、形状偏差和位置偏差等参数作为技术指标外，其振动和噪声也作为评定轴承动态性能的重要技术指标，因此研究轴承的噪声对降低机器的声级具有十分重要的意义。

通常检查单体轴承噪声是在隔声、隔振的试验室内将轴承装在测量装置上，并施加一定数量的载荷，然后用声学仪器对轴承噪声进行测试；显然，轴承噪声的测试与试验室的条件、声学仪器性能、传声器位置(话筒位置)、测量装置性能以及施加负荷方法、轴承润滑方法等有关，因此设计一套合适的轴承噪声测量装置对减少轴承噪声测量误差具有可行性。

发明内容

为了解决现有轴承噪声检测装置无法对轴承噪声进行全面准确检测的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种采取特殊加载方式和隔音罩等措施的滚动轴承噪声测量装置，提高了轴承噪声测量的准确性，为评价轴承质量的优劣和分析检测研究提供了方案，提高设备的使用寿命和降低噪声的负面影响。

为了达到以上的技术目的，本实用新型的构思是：

本实用新型的滚动轴承噪声测量装置，包括托杯、滑轮装置、加载装置、轴承支撑装置、电机装置、配重装置、轴承压紧装置、隔音装置以及轴承噪声采集分析装置。

作为实现本实用新型目的的一个具体方案，上述的驱动器在测试时，轴承外圈固定在衬套上，内圈套在转子主轴上并随转子主轴旋转，并且驱动器的驱动部分与托杯保持体之间应垫以橡皮防振垫，驱动器安放在消音室的反射面上，并在反射面与驱动器之间垫上聚苯乙烯泡沫或其它防振材料，尽可能的减少振动的传递。

本实用新型的进一步改进是，所述的整个驱动器装置放于托杯中，托杯既可以作为保持体为驱动装置提供支撑，也可以存放润滑液供装置的润滑使用，托杯上有支承盘，支承盘上有配重装置，为了防振减振，在支承盘与托杯之间使用防振垫。

所述的加载采用特殊的轴向加载，轴向加载时，通过增减砝码的重量改变加载力的大小，砝码放在挂钩上，挂钩用尼龙绳吊在杠杆一端上，杠杆另一端套在支架上的小轴上并可以绕小轴转动，杠杆中间开一小孔，尼龙绳穿过此小孔后绕过2个滑轮，再穿过支承盘后系在加载装置上的杠杆的一端上，此杠杆另一端套在支架上的小轴上，并可随小轴在一定范围内摆动，支架固定在轴套上，杠杆中间有螺纹孔与调节螺钉连接，砝码的重量产生的力就可以传递到此杠杆上，杠杆上的调节螺钉随杠杆摆动时推动负荷塞上下移动，此负荷塞置于轴承座内，力传递到钨钢片上，钨钢片再顶起钢球，钢球与转子轴接触，推动转子轴将轴向负荷加在被测轴承；加载装置总的杠杆比为1：5，即砝码没增加100克，被测轴承的轴向负荷就增加500克，此加载方式使整个装置结构紧凑提高工作效率，同时可防止采用径向加载时装置在运行时发热严重而导致噪声上升。

作为一种改进的技术方案，上述的电机驱动系统采用内置电机，利用主轴作为转子，在轴套上固定有定子，当定子线圈通电后会因磁场变化而产生磁力使转子转动，进而带动轴承转动，转子轴一端装有滑动轴承，滑动轴承固定在轴承座上，轴承座外圈有滚动轴承，本结构既可以使轴承运转平稳，减少振动，还避免使用外置电机带来的额外噪声。

本实用新型的进一步改进是，为了防止加减砝码导致启动器重量不平衡而发生倾倒现象，在驱动器上设计有配重装置，所述的配重装置是靠螺杆固定于支承盘上，可通过调节配重块在螺杆上的位置来加减配重重量。

本实用新型的进一步改进是，轴承的内圈套在芯轴上，外圈与衬套连接，衬套放在端盖的孔内，轴承外圈中间位置使用压板压紧，压板用螺钉固定在端盖上，压板上开有U型槽，松开螺钉后可根据轴承直径的大小调节压板的位置。

作为一种改进方案，主轴与芯轴采用自身莫氏锥度配合，芯轴与主轴配合的一端大小形状不变，而与轴承配合的一端可根据轴承直径的大小进行选择使用芯轴，当需要测量另一直径的轴承时，不必跟换主轴直接跟换芯轴，可方便的测量某一直径范围内的轴承。

作为轴承噪声测量装置的一种改进方案，本装置采用隔音罩罩住轴承和传声器测量装置，使轴承的噪声与外界噪声完全隔离，能更换的通过测量噪声反映轴承的性能。

作为一种改进方案，当被测轴承安装在芯轴上并随其一起转动时，位于轴承上方与水平面成45°夹角的传声器固定在三脚架上，给轴承施加一定压力后，上述的轴承转动时产生的噪声经过传声器将声压量转换为电信号，该电信号经信号放大电路、滤波电路等信号调理电路处理后，由接线端子板传输到数据采集设备中，由数据采集设备对调理后的信号进行A/D转换，转换成计算机能处理的数字信号，最后由计算机对数字信号进行分析和处理。

根据上述实用新型构思，本实用新型采用下述技术方案：

一种滚动轴承噪音测量装置，包括被测轴承安装装置、配重装置、隔音装置、轴承压紧装置、轴承轴向力加载装置、信号调理电路和计算机，其特征在于：被测轴承安装在所述被测轴承安装装置的转子主轴上，由所述的轴承压紧装置压紧，并由轴承轴向力加载装置从下方推顶加载，有一个传声器固定安装在一个三脚架上，而位于在被测轴承上方并与水平面成45°夹角，传声器通过导线依次经信号调理放大电路、接线端子板和数据采集卡连接到计算机。

所述被测轴承安装装置的结构是：所述转子主轴上端连接一个转动芯轴，转动芯轴和一个衬套分别与被测轴承内外圈套配，所述衬套与一个端盖套配；所述转动芯轴依靠自身的莫氏锥度与转子主轴配合，与主轴配合部位的大小和形状不变，而与被测轴承配合部位可根据轴承直径大小进行更换转动芯轴。

所述轴承压紧装置的结构是：两个压板通过压紧螺钉和压紧垫圈固定在所述端盖上，其中压板上开有U型槽，压紧螺钉穿过压板的U型槽后固定在端盖上，拧松压紧螺钉后可根据轴承直径的大小调节压板前后的距离。

所述轴承轴向力加载装置的结构是：若干个砝码放置于一个挂钩上，该挂钩吊挂在一个杠杆的外端，该杠杠安置在一个支撑盘的法兰上；一个滑轮支架通过螺钉固定在一个支撑盘上，所述杠杆处于支架中间而由一个安装在支架上的小轴转动轴承，一根尼龙绳的一端穿过杠杆中间的小孔与挂钩相连，另一端绕过滑轮组后与一根内置杠杆一端的小孔连接，该内置杠杆另一端与一个支架上的小轴转动连接，所述支架固定于一个轴套上；所述内置杠杆中部连接一个调节螺钉，该调节螺钉依次经一个负荷塞、一个轴承座、一个钨钢片、一个钢球和一个滑动轴承推顶所述转子轴将轴向负荷加在被测轴承上。

所述配重装置的结构是：一根螺杆的内端通过螺纹旋配固定在所述支撑盘的法兰侧面上，该螺杆上套配若干个配重块。

所述支承盘与一个托杯之间有防振垫，所述托杯中盛放有润滑油液。

所述端盖通过螺钉固定在一个轴套上，该轴套置于所述托杯中。

所述主轴的驱动电机是由固定在所述轴套内壁上的定子和固定在主轴上的转子组成，所述轴套四周开有小穿孔，供润滑油液的出入。

所述隔音装置的结构是：所述传声器和被测轴承用隔音罩罩住。

本实用新型与先用技术相比较，具有以下显而易见的实质性特点和进步：

本实用新型由于采用了以上技术方案，通过特殊的轴向加载方式，减少了由于轴承径向加载急剧发热使轴承内的润滑油失效而带来的噪声，采用了内置电机和防振隔离噪声等措施，实现了轴承噪声准确测量的目的，同时整个噪声测量驱动器装置结构简单紧凑，检测效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的正面三维轴测结构示意图；

图3为图1的侧面三维轴测结构示意图；

图4为本实用新型轴承噪声测量驱动装置以及轴承噪声的采集、分析和处理结构示意图；

图5为本实用新型轴承噪声的采集、分析和处理结构示意图；

图6为本实用新型的砝码及滑轮装置结构示意图；

图7为本实用新型的砝码及滑轮装置侧面结构示意图；

图8为本实用新型的轴承加载装置结构示意图；

图9为本实用新型的轴承加载装置结构示意图；

图10为本实用新型的电机及主轴装置结构示意图；

图11为本实用新型的配重装置结构示意图；

图12为本实用新型的托杯装置结构示意图；

图13为本实用新型的托杯装置三维轴测结构示意图；

图14为本实用新型的滚动轴承压紧装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作一个详细的说明。

实施例一

参见图1～图5，本滚动轴承噪声测量装置，包括被测轴承安装装置（101）、配重装置（102）、隔音装置（32）、轴承压紧装置（103）、轴承轴向力加载装置（104）、信号调理电路（42）和计算机（45），其特征在于：被测轴承（28）安装在所述被测轴承安装装置（101）的转子主轴（38）上，由所述的轴承压紧装置（103）压紧，并由轴承轴向力加载装置（104）从下方推顶加载，有一个传声器（27）固定安装在一个三脚架（26）上，而位于在被测轴承（28）上方并与水平面成45°夹角，传声器（27）通过导线（41）依次经信号调理放大电路（42）、接线端子板（43）和数据采集卡（44）连接到计算机（45）。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述被测轴承安装装置（101）的结构：所述转子主轴（38）上端连接一个转动芯轴（29），转动芯轴（29）和一个衬套（30）分别与被测轴承内外圈套配，所述衬套（30）与一个端盖（23）套配；所述转动芯轴（29）依靠自身的莫氏锥度与转子主轴（38）配合，与主轴配合部位的大小和形状不变，而与被测轴承配合部位可根据轴承直径大小进行更换转动芯轴。所述轴承压紧装置（103）的结构是：两个压板（24）通过压紧螺钉（25）和压紧垫圈（47）固定在所述端盖（23）上，其中压板（24）上开有U型槽，压紧螺钉（25）穿过压板（24）的U型槽后固定在端盖（23）上，拧松压紧螺钉（25）后可根据轴承直径的大小调节压板（24）前后的距离。

所述轴承轴向力加载装置（104）的结构是：若干个砝码（14）放置于一个挂钩（15）上，该挂钩（15）吊挂在一个杠杆（20）的外端，该杠杠（20）安置在一个支撑盘（34）的法兰上；一个滑轮支架（18）通过螺钉（17）固定在一个支撑盘（34）上，所述杠杆（20）处于支架中间而由一个安装在支架上的小轴（19）转动轴承，一根尼龙绳（16）的一端穿过杠杆（20）中间的小孔与挂钩（15）相连，另一端绕过滑轮组（22）后与一根内置杠杆（5）一端的小孔连接，该内置杠杆（5）另一端与一个支架（2）上的小轴（4）转动连接，所述支架（2）固定于一个轴套（39）上；所述内置杠杆（5）中部连接一个调节螺钉（6），该调节螺钉（6）依次经一个负荷塞（8）、一个轴承座（10）、一个钨钢片（11）、一个钢球（9）和一个滑动轴承（13）推顶所述转子轴（38）将轴向负荷加在被测轴承（28）上。所述配重装置（102）的结构是：一根螺杆（36）的内端通过螺纹旋配固定在所述支撑盘（34）的法兰侧面上，该螺杆（36）上套配若干个配重块（37）。所述支承盘（34）与一个托杯（1）之间有防振垫（35），所述托杯（1）中盛放有润滑油液（3）。所述端盖（23）通过螺钉固定在一个轴套（39）上，该轴套（39）置于所述托杯（1）中。所述主轴（38）的驱动电机是由固定在所述轴套（39）内壁上的定子（33）和固定在主轴（38）上的转子（31）组成，所述轴套（39）四周开有小穿孔，供润滑油液的出入。所述隔音装置（32）的结构是：所述传声器（27）和被测轴承（28）用隔音罩罩住。

实施例三

如图1、图2、图3、图4所示的滚动轴承噪声测量驱动器装置，包括托杯（1）、支承盘（34）、加载装置（104）和轴承压紧装置（103），整个装置置于托杯（1）内，并用支承盘（34）支承装置，测量时首先将被测轴承（28）安装在轴承安装装置（101）上，轴承外圈固定，内圈随转子轴（38）一起转动，为防止轴承运转过程中发生窜动，轴承外圈中间位置用压紧装置（103）压紧，被测轴承（28）和传声器（27）均安放在隔音罩（32）内，与外界噪声进行隔离，减少外界噪声对测量的影响，轴承（28）运转时，传声器（27）将采集到的声压信号转换成电压信号，该电信号经过电缆线（41）进入信号放大电路、滤波电路等信号调理电路（42）处理后，由接线端子板（43）传输到数据采集设备（44）中，由数据采集设备对调理后的信号进行A/D转换，转换成计算机（45）能处理的数字信号，最后由计算机中的软件系统（46）对数字信号进行分析、处理和存储。

如图1、图5、图6、图7、图8所示，加载装置（104）通过增减砝码（14）的重量来改变加载力的大小，砝码（14）放在挂钩（15）上，挂钩用尼龙绳（16）系在杠杆（20）一端上，杠杆另一端套在支架（18）的小轴（19）上并可以绕轴转动，支架用螺钉（17）固定在支承盘（34）上，杠杆（20）中间开一小孔，尼龙绳穿过此杠杆上的小孔后绕过滑轮组（22）后系在加载装置上的杠杆（5）的一端上，此杠杆另一端套在支架（2）上的小轴（4）上，杠杆可随小轴在一定范围内转动，支架（2）固定在轴套（39）上，杠杆中间有螺纹孔与调节螺钉（6）连接，杠杆通过螺母（7）支承，砝码的重量产生的重力就可以通过尼龙绳传递到此杠杆上，杠杆上的调节螺钉（6）随杠杆转动时推动负荷塞（8）上下移动，此负荷塞置于轴承座（10）内，力传递到钨钢片（11）上，钨钢片再顶起钢球（9），钢球与转子轴（38）接触，推动转子轴将轴向负荷加在被测轴承（28）上；加载装置总的杠杆比为1：5，即砝码没增加100克，被测轴承的轴向负荷就增加500克。

实施例四

如图11、图12、图13、图14所示包括配重装置（102）、压紧装置（103），当加减砝码（14）给被测轴承（28）加载力时，驱动器会因为重力不均而倾斜，影响测试效果，因此本专利特设计了配重装置，该配重装置用螺杆（36）与支承盘（35）连接并用螺母（47）拧紧，可通过需要调节配置块在螺杆上的位置来配重，为了减少轴承运转过程中的振动，支承盘与托杯（1）之间使用防振垫（35）隔离；为防止轴承在运转过程中上下窜动，本设计采用轴向压紧装置（103），包括压板（24）、压紧螺钉（25），工作时螺钉固定在端盖（23）上，松开螺钉后压板可前后移动，可根据被测轴承直径的大小来调节压板距轴心的距离。

如图1、图9、图10所示，转子主轴（38）一端与芯轴（29）配合带动芯轴转动，另一端与滑动轴承（13）连接，当轴套（39）上的定子线圈通电后，定子线圈会产生变化的磁场力，使转子轴发生转动，进而带动被测轴承转动，整个装置产生的力和转矩由滚动轴承（12）承担，此装置结构紧凑，并减小因电机带来的噪声影响。 

Claims (9)

1.一种滚动轴承噪声测量装置，包括被测轴承安装装置（101）、配重装置（102）、隔音装置（32）、轴承压紧装置（103）、轴承轴向力加载装置（104）、信号调理电路（42）和计算机（45），其特征在于：被测轴承（28）安装在所述被测轴承安装装置（101）的转子主轴（38）上，由所述的轴承压紧装置（103）压紧，并由轴承轴向力加载装置（104）从下方推顶加载，有一个传声器（27）固定安装在一个三脚架（26）上，而位于在被测轴承（28）上方并与水平面成45°夹角，传声器（27）通过导线（41）依次经信号调理放大电路（42）、接线端子板（43）和数据采集卡（44）连接到计算机（45）。

2. 根据权利要求1所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述被测轴承安装装置（101）的结构：所述转子主轴（38）上端连接一个转动芯轴（29），转动芯轴（29）和一个衬套（30）分别与被测轴承内外圈套配，所述衬套（30）与一个端盖（23）套配；所述转动芯轴（29）依靠自身的莫氏锥度与转子主轴（38）配合，与主轴配合部位的大小和形状不变，而与被测轴承配合部位可根据轴承直径大小进行更换转动芯轴。

3. 根据权利要求1所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述轴承压紧装置（103）的结构是：两个压板（24）通过压紧螺钉（25）和压紧垫圈（47）固定在所述端盖（23）上，其中压板（24）上开有U型槽，压紧螺钉（25）穿过压板（24）的U型槽后固定在端盖（23）上，拧松压紧螺钉（25）后可根据轴承直径的大小调节压板（24）前后的距离。

4.根据权利要求1所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于轴承轴向力加载装置（104）的结构是：若干个砝码（14）放置于一个挂钩（15）上，该挂钩（15）吊挂在一个杠杆（20）的外端，该杠杠（20）安置在一个支撑盘（34）的法兰上；一个滑轮支架（18）通过螺钉（17）固定在一个支撑盘（34）上，所述杠杆（20）处于支架中间而由一个安装在支架上的小轴（19）转动轴承，一根尼龙绳（16）的一端穿过杠杆（20）中间的小孔与挂钩（15）相连，另一端绕过滑轮组（22）后与一根内置杠杆（5）一端的小孔连接，该内置杠杆（5）另一端与一个支架（2）上的小轴（4）转动连接，所述支架（2）固定于一个轴套（39）上；所述内置杠杆（5）中部连接一个调节螺钉（6），该调节螺钉（6）依次经一个负荷塞（8）、一个轴承座（10）、一个钨钢片（11）、一个钢球（9）和一个滑动轴承（13）推顶所述转子轴（38）将轴向负荷加在被测轴承（28）上。

5. 根据权利要求4所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述配重装置（102）的结构是：一根螺杆（36）的内端通过螺纹旋配固定在所述支撑盘（34）的法兰侧面上，该螺杆（36）上套配若干个配重块（37）。

6. 根据权利要求5所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述支承盘（34）与一个托杯（1）之间有防振垫（35），所述托杯（1）中盛放有润滑油液（3）。

7. 根据权利要求6所述的滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述端盖（23）通过螺钉固定在一个轴套（39）上，该轴套（39）置于所述托杯（1）中。

8.根据权利要求1所述滚动轴承噪声测量装置，其特征在于一个所述主轴（38）的驱动电机是由固定在所述轴套（39）内壁上的定子（33）和固定在主轴（38）上的转子（31）组成，所述轴套（39）四周开有小穿孔，供润滑油液的出入。

9. 根据权利要求1所述滚动轴承噪声测量装置，其特征在于所述隔音装置（32）的结构是：所述传声器（27）和被测轴承（28）用隔音罩罩住。

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