一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，包括机架和设置在所述机架上的轴向加载装置、主驱动装置、轴承安装装置、装夹工装、数据采集装置、液压及气压辅助装置，所述主驱动装置连接设在轴向加载装置的后侧，装夹工装设在轴向加载装置的前侧，用于将薄壁轴承装夹在轴承安装装置上；所述数据采集装置设在轴向加载装置中及机架的一侧，所述液压及气压辅助装置设在机架的一侧，通过管路连接轴向加载装置和主驱动装置。本发明专利技术可针对精密柔性薄壁轴承施加动静载荷，又能实现对轴承振动、轴承温度、轴承回转进度和转速的测量，具有结构巧妙，测试功能完善，具有较高的测试精度，检测过程安全可靠，结果反馈性强等优点。

Flexible precision thin wall bearing fault diagnosis life testing machine

The invention discloses a flexible thin walled bearing fault diagnosis test machine, which comprises a frame and a set of axial loading device, in the frame of the main driving device, bearing installation device, clamping fixture, data acquisition device, hydraulic and pneumatic auxiliary device, the rear drive device is connected to a main axial loading device the clamping fixture in the axial loading device of the front side for thin-walled clamping of the bearing in the bearing installation device; data acquisition device is arranged at one side of the axial loading device and the frame, one side of the hydraulic and pneumatic auxiliary device is arranged on the machine frame, axial loading device and main driving device connected by pipeline. The invention can be applied to precision Thin-walled bearing static and dynamic load, but also can realize the measurement of bearing vibration, bearing temperature, rotary speed and bearing schedule, has smart structure, functional testing, the test precision is high, safe and reliable detection process, the advantages of strong feedback.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，尤其适用于谐波减速器用精密柔性薄壁轴承故障诊断，特别是一种基于传感器技术的寿命测试试验机，属于机械故障诊断领域。
技术介绍
谐波减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控弹性变形，利用柔性轴承的可控弹性变形进行运动和动力的传递。谐波减速器作为一种具有高减速比、质量小、重量轻、传动精度高等优良性能的减速器，被公认为是“最优秀”的机器人用传动齿轮，广泛应用于各种空间飞行器、飞船、机器人、雷达设备、医疗设备等领域的传动系统中。目前，我国正大力发展以机器人为代表的高端智能装备产业，从2013年开始，我国已经连续三年成为世界各国中最大的工业机器人市场。我国目前正逐步进入工业机器人产业化发展阶段，然而在工业机器人产业化进程中，存在着许多阻碍发展的难题。其中，以精密减速器为代表的核心零部件不能自给自足的现状显得尤为突出。精密柔性薄壁轴承是谐波减速器的核心部件，对谐波减速器的整体性能起着至关重要的作用。精密柔性薄壁轴承在工作状态下，不仅承受与薄壁轴承内圈精密配合椭圆轴的挤胀下的弹性变形，而且还要承受因自身运转产生的交变应力，并且在工况不理想的情况下，还要承受来自外界不同的静载或动载力。因此，在谐波减速器用柔性薄壁轴承的研发过程中，应该对精密柔性薄壁轴承的稳定性、回转精度以及寿命进行测试，待各项性能达到要求后才能投入产业化生产，进而解决我国工业机器人核心零部件的瓶颈问题，为实现我国工业机器人的产业化和广泛应用提供支撑，但国内外针对柔性薄壁轴承及其寿命试验机与柔性薄壁故障诊断方法极少有报道。精密柔性薄壁轴承作为谐波减速器的关键零部件，其在不同工况下的回转精度和稳定性对谐波减速器整体性能有着非常重要的作用。精密柔性薄壁轴承的几何截面形状为圆形，在谐波减速器中受载后变为椭圆形。因此，谐波减速器用精密柔性薄壁轴承故障诊断及寿命试验机的研制应当尽可能的模拟柔性薄壁轴承实际工况下的寿命试验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟谐波减速器中柔性薄壁轴承在实际工况下的动静两种加载方式的故障诊断及寿命测试试验机，完成对柔性薄壁轴承的振动信号的测试与分析，进而提供一种精密柔性薄壁轴承的故障诊断测试方案。本专利技术的目的是通过以下方案实现的：一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，包括机架和设置在所述机架上的轴向加载装置、主驱动装置、轴承安装装置、装夹工装、数据采集装置、液压及气压辅助装置，所述主驱动装置连接设在轴向加载装置的后侧，装夹工装设在轴向加载装置的前侧，用于将薄壁轴承装夹在轴承安装装置上；所述数据采集装置设在轴向加载装置中及机架的一侧，所述液压及气压辅助装置设在机架的一侧，通过管路连接轴向加载装置和主驱动装置。进一步地，所述的主驱动装置包括电主轴安装座和电主轴，所述的电主轴安装座通过T型螺栓锁紧在机架上，所述电主轴通过螺栓固定在电主轴安装座上。进一步地，所述的装夹工装包括夹具座、夹具手柄、定钳口、动钳口、定压紧块、动压紧块、夹具托板和导向杆，所述的夹具座通过T型螺栓锁紧在平台底板所设置的T型槽上，所述夹具手柄、动钳口和定钳口设在夹具座上，所述动钳口与夹具手柄所连接螺杆上的滑动块相连接，所述定压紧块与动压紧块设在定钳口和动钳口之间，所述定压紧块与定钳口通过螺栓紧固在一起，所述动压紧块与动钳口通过螺栓紧固在一起，所述夹具托板设置在定压紧块与动压紧块的下方，所述夹具托板分为两块，一块与定压紧块通过螺钉紧固，另一块与动压紧块通过螺钉紧固，导向杆设在定压紧块与动压紧块之间，用于导向定压紧块与动压紧块的合拢。进一步地，所述的轴承安装装置包括轴承安装体、拉钉、薄壁轴承、凸台夹板、加紧螺栓、防脱环和两个对称的半圆夹板，所述的拉钉通过螺纹拧紧在轴承安装体的尾部，所述轴承安装体上的圆锥面和主驱动装置中的电主轴上的圆锥面相互配合并通过拉钉锁紧，所述圆锥面的锥度比为7:24；薄壁轴承设在轴承安装体的椭圆形轴颈上，所述椭圆形轴颈的长轴与短轴的差为柔轮齿高的1-1.3倍；凸台夹板设在薄壁轴承的外侧，半圆夹板设在薄壁轴承的内侧，凸台夹板与半圆夹板通过加紧螺栓夹紧中间放置的薄壁轴承，防脱环设在加紧螺栓上，加紧螺栓设有安装防脱环的过孔。进一步地，所述的轴向加载装置包括加载驱动装置、加载驱动椭圆轴、加载轴承、加载轴、加载连杆、加载螺杆、加载支撑、加载弹簧、压力传感安装座、加压块、润滑出油嘴、加载支座、电涡流安装架、润滑进油嘴、加载电机安装座、加载轴安装块、加载块安装座、下油槽封板和上油槽封板，所述的加载支座通过T型螺栓固定在平台底板上，加载轴安装块左右两块对称设在加载支座的上方，加载电机安装座设在加载轴安装块的上方，通过螺栓锁紧穿过加载轴安装块固定在加载支座上，上油槽封板设在加载轴安装块前后两侧用螺钉紧固，加载驱动装置设在加载电机安装座的上方，加载驱动椭圆轴通过两端设有的滚动轴承固定在加载支座与加载电机安装座之间，加载轴承固定在加载轴的一端，加载轴设在加载轴安装块上，加载连杆与加载轴通过加载连杆上设置的U型孔相连接，加载支撑一端固定在加载支座上，另一端与加载连杆通过销钉相连接，加载螺杆设在加载连杆的一端，加载弹簧设在压力传感安装座与加载螺杆之间，压力传感安装座设在加载弹簧的一端，加压块设在加载支座上且位于加载块安装座导向槽的内部，下油槽封板固定在加载支座的前后两侧，加载块安装座通过螺栓固定在加载支座的内部，润滑进油嘴设在加载电机安装座的上方，润滑出油嘴设在加载支座的下方中间位置，电涡流安装架固定在上油槽封板上，用于安装电涡流传感器、温度传感器和转速传感器。进一步地，所述的数据采集装置包括：压力传感器、加速度传感器、电涡流传感器、温度传感器、转速传感器和数据采集器，所述的压力传感器、加速度传感器、温度传感器、电涡流传感器和转速传感器分别安装在轴向加载装置上，温度传感器分别设置在电主轴与加压块附近，数据采集器设在机架的一侧，采集各个传感器的数据。进一步地，所述的液压及气压辅助装置包括：主驱动马达、散热电磁换向阀、润滑电磁换向阀、润滑减压阀、冷却减压阀、油管、散热马达、散热风扇、气泵、水气过滤器、气路电磁换向阀、输气管、回油电磁阀、过滤器、单向阀、溢流阀和油箱，所述的主驱动马达、散热电磁换向阀、润滑电磁换向阀、散热马达、散热风扇、气路电磁换向阀、回油电磁阀和溢流阀设置在油箱的上方，主驱动马达的出油口分别与散热电磁换向阀和润滑电磁换向阀的进油口P相连接，散热电磁换向阀与润滑电磁换向阀分别连接冷却减压阀和润滑减压阀，电主轴的冷却接头与冷却减压阀的出口通过油管相连接，润滑进油嘴与润滑减压阀通过油管相连接，主驱动马达与散热电磁换向阀和润滑电磁换向阀的进油口P之间设有溢流阀，散热风扇与散热马达相连接，气泵的输气口与水气过滤器的进气口相连接，水气过滤器的出气口分两路，一路与气路电磁换向阀相连接，另一路与回油电磁阀相连接，气路电磁换向阀通过输气管与电主轴上的夹紧与松开接头相连接，回油电磁阀与润滑电磁换向阀的回油口B相连接，轴向加载装置中的润滑出油嘴通过油管与单向阀的进油端相连接，单向阀出油口与过滤器进油端相连接，过滤器出油口与回油电磁阀的出气口A相连接。进一步地，所述的轴向加载装置中的加载驱动椭圆轴上设有椭圆部，所述椭圆部的长轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，包括机架和设置在所述机架上的轴向加载装置、主驱动装置、轴承安装装置、装夹工装、数据采集装置、液压及气压辅助装置，其特征在于：所述主驱动装置连接设在轴向加载装置的后侧，装夹工装设在轴向加载装置的前侧，用于将薄壁轴承(16)装夹在轴承安装装置上；所述数据采集装置设在轴向加载装置中及机架的一侧，所述液压及气压辅助装置设在机架的一侧，通过管路连接轴向加载装置和主驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，包括机架和设置在所述机架上的轴向加载装置、主驱动装置、轴承安装装置、装夹工装、数据采集装置、液压及气压辅助装置，其特征在于：所述主驱动装置连接设在轴向加载装置的后侧，装夹工装设在轴向加载装置的前侧，用于将薄壁轴承(16)装夹在轴承安装装置上；所述数据采集装置设在轴向加载装置中及机架的一侧，所述液压及气压辅助装置设在机架的一侧，通过管路连接轴向加载装置和主驱动装置。2.根据权利要求1所述的柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，其特征在于：所述的主驱动装置包括电主轴安装座(21)和电主轴(22)，所述的电主轴安装座(21)通过T型螺栓锁紧在机架上，电主轴(22)通过螺栓固定在电主轴安装座(21)上。3.根据权利要求1所述的柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，其特征在于：所述的装夹工装包括夹具座(6)、夹具手柄(7)、定钳口(8)、动钳口(10)、定压紧块(9)、动压紧块(11)、夹具托板(12)和导向杆(13)，所述的夹具座(6)通过T型螺栓锁紧在平台底板(4)所设置的T型槽上，所述夹具手柄(7)、动钳口(10)和定钳口(8)设在夹具座(6)上，所述动钳口(10)与夹具手柄(7)所连接螺杆上的滑动块相连接，所述定压紧块(9)与动压紧块(11)设在定钳口(8)和动钳口(10)之间，所述定压紧块(9)与定钳口(8)通过螺栓紧固在一起，所述动压紧块(11)与动钳口(10)通过螺栓紧固在一起，所述夹具托板(12)设置在定压紧块(9)与动压紧块(11)的下方，所述夹具托板(12)分为两块，一块与定压紧块(9)通过螺钉紧固，另一块与动压紧块(11)通过螺钉紧固，导向杆(13)设在定压紧块(9)与动压紧块(11)之间，用于导向定压紧块(9)与动压紧块(11)的合拢。4.根据权利要求2所述的柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，其特征在于：所述的轴承安装装置包括轴承安装体(14)、拉钉(15)、薄壁轴承(16)、凸台夹板(17)、加紧螺栓(18)、防脱环(19)和两个对称的半圆夹板(20)，所述的拉钉(15)通过螺纹拧紧在轴承安装体(14)的尾部，所述轴承安装体(14)上的圆锥面和主驱动装置中的电主轴(22)上的圆锥面相互配合并通过拉钉(15)锁紧，所述圆锥面的锥度比为7:24；薄壁轴承(16)设在轴承安装体(14)的椭圆形轴颈(64)上，所述椭圆形轴颈(64)的长轴与短轴的差为柔轮齿高的1-1.3倍；凸台夹板(17)设在薄壁轴承(16)的外侧，半圆夹板(20)设在薄壁轴承(16)的内侧，凸台夹板(17)与半圆夹板(20)通过加紧螺栓(18)夹紧中间放置的薄壁轴承(16)，防脱环(19)设在加紧螺栓(18)上，加紧螺栓(18)设有安装防脱环(19)的过孔。5.根据权利要求4所述的柔性精密薄壁轴承故障诊断寿命试验机，其特征在于：所述的轴向加载装置包括加载驱动装置(23)、加载驱动椭圆轴(24)、加载轴承(25)、加载轴(26)、加载连杆(27)、加载螺杆(28)、加载支撑(29)、加载弹簧(30)、压力传感安装座(31)、加压块(33)、润滑出油嘴(34)、加载支座(35)、电涡流安装架(37)、润滑进油嘴(38)、加载电机安装座(40)、加载轴安装块(41)、加载块安装座(42)、下油槽封板(43)和上油槽封板(44)，所述的加载支座(35)通过T型螺栓固定在平台底板(4)上，加载轴安装块(41)左右两块对称设在加载支座(35)的上方，加载电机安装座(40)设在加载轴安装块(41)的上方，通过螺栓锁紧穿过加载轴安装块(41)固定在加载支座(35)上，上油槽封板(44)设在加载轴安装块(41)前后两侧用螺钉紧固，加载驱动装置(23)设在加载电机安装座(40)的上方，加载驱动椭圆轴(24)通过两端设有的滚动轴承固定在加载支座(35)与加载电机安装座(40)之间，加载轴承(25)固定在加载轴(26)的一端，加载轴(26)设在加载轴安装块(41)上，加载连杆(27)与加载轴(26)通过加载连杆(27)上设置的U型孔相连接，加载支撑(29)一端固定在加载支座(35)上，另一端与加载连杆(27)通过销钉相连接，加载螺杆(28)设在加载连杆(27)的一端，加载弹簧(30)设在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟光，李振，赵学智，赵果，庄义钦，郑东泽，林鑫，崔俊宽，陈辉，张景润，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44