一种间接测量成对轴承预紧力的测量方法及测量仪技术

一种间接测量成对轴承预紧力的测量方法及测量仪，涉及轴承测量技术领域：本发明专利技术采用间接测量原理，通过无级加载对被测成对轴承施加连续增加的轴向载荷，通过压力传感器监控施加于被测成对轴承上的载荷，然后通过位移传感器来判断成对轴承内圈和内隔套是否接触；该测量仪由位移传感器（１）、上定位座（２）、外隔套（４）、内隔套（５）、定位芯轴（６）、空气主轴（７）、加载汽缸（８）、调压阀（９）、压力传感器（１０）、基座（１１）、基座顶板（１２）、电气系统构成，利用该测量方法及测量仪，解决了成对轴承预紧力的测量难题，为轴承的装配和使用提供可靠的检测分析数据，依此改进轴承组件的装配参数和工艺，提高轴承组件的总体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种间接測量成对轴承预紧力的測量方法及测量仪
本专利技术属于轴承测量
，特别涉及到一种间接测量成对轴承预紧力 的测量方法及测量仪。
技术介绍
成对轴承的预紧力是一个非常关键的参数，它的准确度直接影响配对轴承 乃至主机的性能。预紧力的作用主要是在轴承原始安装时产生一定的预变形， 从而使轴承在实际使用中跳过初期的变形较大阶段，显著提高了支撑的刚性。 另外，配对轴承均应用于精密轴系，要求有较高的旋转精度，施加预载荷可满 足这一要求。预紧力测试仪可以准确地定量测量配对轴承的预载荷，保证轴承 刚度、精度、转速处于优化状态。轴承工业发达国家对成对轴承预紧力研究一直非常重视，目前，美国、德 国和日本处于领先地位，而国内尚没有预紧力测试仪，只有在个别大型主机的 主轴轴系中有预紧力测量系统， 一般用于监测运行状态下的力变化。轴承试制 及生产过程中，原来仅通过测量轴承凸出量进行配对，通过修研套圈端面施加 预紧力，但对配对后的实际预紧力无法进行测试验证。在用户使用过程中，反映预紧力不够准确，有时过大，有时过小；预紧力 过大影响轴系旋转灵活性，预紧过小又达不到刚度和旋转精度的要求，因此配 对轴承预载荷的准确性问题己严重影响到用户主机的性能和可靠性，所以国内 轴承生产厂家和轴承用户急需能解决测量成对轴承预紧力的难题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种间接测量成对轴承预紧力 的测量方法及测量仪，利用该测量方法及测量仪，解决了成对轴承预紧力的测 量难题，为轴承的装配和使用提供可靠的检测分析数据，依此改进轴承组件的 装配参数和工艺，从而提高轴承组件的总体性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案所述的间接测量成对轴承预紧力的测量方法采用间接测量原理，通过无级 加载对被测成对轴承施加连续增加的轴向载荷，通过压力传感器监控施加于被 测成对轴承上的载荷，然后通过位移传感器来判断成对轴承内圈和内隔套是否 接触，当成对轴承的内圈和内隔套接触时，停止增加载荷，这时施加到成对轴 承上的轴向载荷，即为成对轴承的预紧力，并通过压力传感器输出轴承的预紧 力；压力传感器和位移传感器的数据采集及信号处理通过计算机完成，将采集 的数据经过放大、滤波、A/D转换后由计算机对其进行数据处理并得到所需的 测量结果。所述的间接测量成对轴承预紧力的测量仪主要由位移传感器、上定位座、 外隔套、内隔套、定位芯轴、空气主轴、加载汽缸、调压阀、压力传感器、基座、基座顶板、电气系统构成，其中基座中心孔内安装空气主轴，在空气主轴 上旋接定位芯轴，被测成对轴承的外圈之间设置外隔套、内圈之间设置内隔套 被共同安装在定位芯轴上；空气主轴的下方联接加载汽缸，加载汽缸通过空气 主轴对被测成对轴承间接施加轴向载荷，压力传感器接在加载汽缸的进气口上， 施加轴向载荷的大小由精密调压阀控制，并通过压力传感器输出；基座顶板被 固定在基座上，位移传感器固定在基座顶板下方，位移传感器测头通过上定位 座中间孔以测量定位芯轴轴端的相对位移值。所述的间接测量成对轴承预紧力的测量仪，其电气系统包含计算机、I/O 口、电磁阀、A/D转换器、放大器、前置电路，对加载汽缸的指令控制、压力 传感器和位移传感器的数据采集及信号处理联接方式如下1)计算机同时处理1/0 口和A/D转换器；2) 1/0口控制电磁阀，加载汽缸的指令控制由计算机给出，经I/0口输出给电磁阀，电磁阀输出压力的大小由精密调压阀调节后控制加载汽缸完成加载动作；测量完成后，给出卸载指令，经I/0输出，控制加载汽缸完成卸载动作;3) A/D转换器接口一路控制前置电路和位移传感器，另一路控制放大器和 压力传感器；4) 压力传感器和位移传感器的数据采集及信号处理通过计算机完成，将采 集的数据经过放大、滤波，并经过A/D转换器后由计算机对其进行数据处理并 得到所需的测量结果。由于采用了如上所述技术方案，本专利技术具有如下优越性一、 解决了成对轴承预紧力测量的难题，为轴承的装配和使用提供可靠的 检测分析数据，依此改进轴承组件的装配参数和工艺，从而提高轴承组件的总 体性能；二、 成对轴承预紧力测量仪适用于轴承生产企业、高等院校、轴承用户的 检测室和实验室，以满足轴承生产企业对轴承预紧力检测设备的市场需求，也 可以为轴承用户装配主机提供试验设备，这将对国内轴承工业的发展起到积极 的促进作用；三、 成对轴承预紧力测量仪的研制项目具有良好的市场前景和社会效益。 附图说明图1是间接测量成对轴承预紧力的测量仪结构示意图； 图2是间接测量成对轴承预紧力的测量仪电气系统框图。在图l中l一位移传感器；2 —上定位座；3 —被测成对轴承；4一外隔套; 5—内隔套；6 —定位芯轴；7 —空气主轴；8—'加载汽缸；9一调压阀；10 —压力 传感器；ll一基座；12 —基座顶板。具体实施方式如图l所示本专利技术的间接测量成对轴承预紧力的测量仪的测量方法采用 间接测量原理，首先将组配的被测成对轴承(3)通过内隔套(5)用定位芯轴(6)定位于空气主轴(7)上，通过精密调压阀(9)控制加载汽缸(8)对被测 成对轴承(3)施加5N左右的力使被测成对轴承(3)中的内圈与上定位座(2) 接触，通过位移传感器(1)测量出定位芯轴(6)的位移值X1，然后把内隔套(5) 和外隔套(4)都装上，通过精密调压阀(9)控制加载汽缸(8)对被测 成对轴承(3)逐级增加载荷，同时测量定位芯轴(6)的位移量，当定位芯轴(6) 的位移值等于X1时，这时施加到被测轴承(3)上的载荷，即为被测组配 轴承的预紧力，通过压力传感器(10)输出被测成对轴承(3)的预紧力。被测成对轴承(3)、内隔套(5)和外隔套(4)通过定位芯轴(6)安装 在空气主轴(7)上，加载汽缸(8)通过空气主轴(7)对被测成对轴承(3) 施加轴向载荷，压力传感器(10)接在加载汽缸(8)的进气口上，施加轴向载 荷的大小由精密调压阀(9)控制，并通过压力传感器(10)输出，位移传感器 (1)固定在基座端盖(12)与上定位座(2)的下方以测量定位芯轴(6)轴端 的相对位移值；空气主轴(7)主要用于支承、导向和旋转，空气主轴(7)的 下方是加载汽缸(8)，基座顶板(12)被固定在基座(11)上。如图2所示本专利技术的间接测量成对轴承预紧力的测量仪其电气系统包含 计算机、I/O 口、电磁阀、A/D转换器、放大器、前置电路，对加载汽缸(8) 的指令控制、压力传感器(10)和位移传感器(1)的数据采集及信号处理联接 方式如下1) 计算机同时处理I/O 口和A/D转换器；2) I/O 口控制电磁阔，加载汽缸(8)的指令控制由计算机给出，经I/O 口输出给电磁阀，电磁阀输出压力的大小由精密调压阀(9)调节后控制加载汽 缸(8)完成加载动作；测量完成后，给出卸载指令，经I/0输出，控制加载汽缸(8)完成卸载动作；3) A/D转换器接口一路控制前置电路和位移传感器(1)，另一路控制放大器和压力传感器(10);4)压力传感器(10)和位移传感器(1)的数据采集及信号处理通过计算机完成，将采集的数据经过放大、滤波，并经过A/D转换器后由计算机对其进 行数据处理并得到所需的测量结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间接测量成对轴承预紧力的测量方法，其特征在于：该测量方法采用间接测量原理，通过无级加载对被测成对轴承施加连续增加的轴向载荷，通过压力传感器监控施加于被测成对轴承上的载荷，然后通过位移传感器来判断成对轴承内圈和内隔套是否接触，当成对轴承的内圈和内隔套接触时，停止增加载荷，这时施加到成对轴承上的轴向载荷，即为成对轴承的预紧力，并通过压力传感器输出轴承的预紧力；压力传感器和位移传感器的数据采集及信号处理通过计算机完成，将采集的数据经过放大、滤波、Ａ／Ｄ转换后由计算机对其进行数据处理并得到所需的测量结果。

【技术特征摘要】
1、一种间接测量成对轴承预紧力的测量方法，其特征在于该测量方法采用间接测量原理，通过无级加载对被测成对轴承施加连续增加的轴向载荷，通过压力传感器监控施加于被测成对轴承上的载荷，然后通过位移传感器来判断成对轴承内圈和内隔套是否接触，当成对轴承的内圈和内隔套接触时，停止增加载荷，这时施加到成对轴承上的轴向载荷，即为成对轴承的预紧力，并通过压力传感器输出轴承的预紧力；压力传感器和位移传感器的数据采集及信号处理通过计算机完成，将采集的数据经过放大、滤波、A/D转换后由计算机对其进行数据处理并得到所需的测量结果。2、 一种间接测量成对轴承预紧力的测量仪，其特征在于该测量仪主要由 位移传感器(1)、上定位座(2)、外隔套(4)、内隔套(5)、定位芯轴(6)、 空气主轴(7)、加载汽缸(8)、调压阀(9)、压力传感器(10)、基座(11)、 基座顶板(12)、电气系统构成，其中基座(11)中心孔内安装空气主轴(7)， 在空气主轴(7)上旋接定位芯轴(6)，被测成对轴承(3)的外圈之间设置外 隔套(4)、内圈之间设置内隔套(5)被共同安装在定位芯轴上(6);空气主 轴(7)的下方联接加载汽缸(8),加载汽缸(8)通过空气主轴(7)对被测 成对轴承(3)间接施加轴向载荷，压力传感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李副来，高宇，胡英贝，李建华，霍琦峰，
申请(专利权)人：洛阳轴研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]