一种调心滚动轴承性能试验装置及刚度测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于轴承试验技术领域，具体为一种调心滚动轴承性能试验装置及刚度测试方法，其中：主轴系统包括阶梯主轴，驱动系统驱动阶梯主轴转动；被试轴承系统包括被试轴承、轴承座主体、以及轴承外圈端盖；轴承座主体底部铰接有竖向U件，竖向U件与径向加载机构连接，径向加载机构水平移动在调心角度调整机构上；轴承外圈端盖的右端铰接有水平U件，水平U件与轴向加载机构连接；轴向加载机构竖直移动在调心角度调整机构上，通过调心角度调整机构调节被试轴承的偏转角度。此外，所采用传感器布置与计算方法实现不同偏转角度的刚度测试。本发明专利技术可以实现在对被试轴承调节调心角度同时，复合加载，受载工况环境模拟相对真实，角度调节的范围相对较大。围相对较大。围相对较大。

【技术实现步骤摘要】
一种调心滚动轴承性能试验装置及刚度测试方法


[0001]本专利技术属于轴承试验
，具体为一种调心滚动轴承性能试验装置及刚度测试方法。

技术介绍

[0002]调心滚动轴承(如：调心滚子轴承等)可以实现内圈与外圈一定角度的偏转，具有自动调心功能而被广泛应用在需要一定角度或者不对中状态，而调心滚动轴承在不同角度下的性能尤其是刚度特性也表现出不一样的特性，因此需要对调心滚动轴承的不同角度状态下的性能进行试验，对其刚度进行测试。
[0003]虽然目前存在一些针对通用滚动轴承刚度测试的轴承试验机，如专利：轴承动态特性参数测试装置(CN103105296A)、一种多功能轴承测试机径向加载装置(CN110031220A)等，这些专利均是针对常规轴承的性能进行测试，不能实现轴承内外圈给定角度偏转，以及偏转状态下的轴向、径向复合加载，因此不能模拟实际偏转状态调心滚动轴承的试验性能。且现有的试验机也是针对正常状态下轴承进行刚度测试，例如专利：一种滚动轴承轴向和径向综合动刚度测量装置(CN108680357A)、滚动轴承径向刚度测量装置(CN110631830A)虽然能够实现径向或者轴向载荷下对刚度测试，但不能实现轴承调心状态加载、也无法实现特定角度偏转的调心滚动轴承刚度测量，缺少能够实现调心状态刚度实验装置与方法。
[0004]综上，现有调心轴承试验依然依靠传统的试验机，而且多数试验机采用单因子变量影响，尤其是不能实现调心状态的轴承试验以及刚度测试，因此不适用调心滚动轴承的调心状态下和复合加载的试验研究，因此有必要设计一种专用调心滚动轴承试验装置，并利用其开展刚度测试，以解决上述技术中的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种调心滚动轴承性能试验装置及刚度测试方法，能够有效模拟被试轴承的调心状态，实现轴向和径向的复合加载；同时利用试验装置进行刚度测试，获得不同调心状态下被试轴承的刚度。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种调心滚动轴承性能试验装置，包括驱动系统、主轴系统、被试轴承系统、调心角度调整机构，其中：
[0007]主轴系统包括阶梯主轴，驱动系统驱动阶梯主轴转动；
[0008]被试轴承系统包括套装在阶梯主轴上的被试轴承、与被试轴承外圈配合的轴承座主体、以及分别用于压紧被试轴承外圈左右两端的轴承轴套压盖和轴承外圈端盖；轴承座主体的底部铰接有竖向U件，竖向U件与径向加载机构连接，径向加载机构水平移动在调心角度调整机构上；轴承外圈端盖的右端铰接有水平U件，水平U件与轴向加载机构连接；轴向加载机构竖直移动在调心角度调整机构上；
[0009]调心角度调整机构包括轴向角度调整组件和径向角度调整组件，轴向角度调整组件包括竖直滑道、位于竖直滑道内的竖向调节丝杠、以及与竖向调节丝杠配合的竖向螺母，
竖向螺母与轴向加载机构的尾端铰接，竖向调节丝杠的一端固定有竖向调整手轮；径向角度调整组件包括水平滑道、位于水平滑道内的水平调节丝杠、以及与水平调节丝杠配合的水平螺母，水平螺母与径向加载机构的尾端铰接连接，水平调节丝杠的一端固定有水平调整手轮。
[0010]进一步的，轴承座主体的顶部对称于被试轴承两侧安装有两个径向位移传感器。
[0011]进一步的，主轴系统还包括间隔套装在阶梯主轴中间的第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承均通过轴承座与支撑系统连接，第一轴承外圈的左右两端和第二轴承外圈的左右两端均通过轴承端盖轴向固定；第一轴承为双列角接触球轴承，第二轴承为圆柱滚子轴承。
[0012]进一步的，阶梯主轴的端部设有轴肩，被试轴承内圈的左端与轴肩定位连接，被试轴承内圈的右端通过轴承内圈端盖定位连接，轴承内圈端盖与阶梯主轴末端固定连接。
[0013]进一步的，轴向加载机构包括与水平U件周向滑动连接的轴向加载杆、与轴向加载杆右端连接的轴向液压缸、以及用于固定轴向液压缸的轴向底座，轴向底座与竖向螺母铰接，轴向底座的上设有轴向液压缸偏转显示计；
[0014]径向加载机构包括与竖向U件周向滑动连接的径向加载杆、与径向加载杆下端连接的径向液压缸、以及用于固定径向液压缸的径向底座，径向底座与水平螺母铰接，径向底座上设有径向液压缸偏转显示计；
[0015]轴向加载杆的轴线上布置有轴向力测试传感器，径向加载杆的轴线上布置有径向力测试传感器。
[0016]进一步的，支撑系统设置在试验台底座上，支撑系统包括固定设置在试验台底座上的第一轴承座支撑板、第二轴承座支撑板、以及支撑拱座，第一轴承和第二轴承均通过轴承座固定在第一轴承座支撑板和第二轴承座支撑板上，轴向角度调整组件固定在支撑拱座上。
[0017]进一步的，驱动系统包括驱动电机、联轴器、和电机底座，驱动电机的输出主轴与联轴器连接，联轴器与阶梯主轴连接，驱动电机固定设置在电机底座上，电机底座固定设置在试验台底座上。
[0018]本专利技术的第二个目的是提供一种调心滚动轴承的刚度测试方法，
[0019]操作竖向调整手轮旋转，与竖向调整手轮固接的竖向调节丝杠同步旋转，带动竖向螺母上下移动，进而带动轴向加载机构发生偏转，轴向加载机构的轴线与阶梯主轴的轴线之间的夹角为α，α与被试轴承的偏转角与θ的关系为α≥θ；当径向液压缸跟随轴向液压缸同角度调节，且轴向液压缸收缩使被试轴承外圈中心轴线与轴向液压杆轴线重合时，α＝θ。
[0020]具体的，通过右侧径向位移传感器的测头沿被试轴承的右侧径向方向测量被试轴承内圈中心轴向线相对于右侧径向位移传感器的测头偏转后的动态径向位移变动幅值δ2。
[0021]通过左侧径向位移传感器的测头沿被试轴承的左侧径向方向测量被试轴承内圈中心轴向线相对于左侧径向位移传感器的测头偏转后的动态径向位移变动幅值δ1。
[0022]结合刚度公式，推导出被试轴承的刚度R关于调心角度θ的计算公式：
[0023][0024][0025]其中：R
r
为被试轴承的径向刚度，当θ调心角度由θ1变为θn时，R随着θ的变化由R
θ1
逐渐变为R
θn
；F、θ、γ、δ2、δ1均为实验过程中可获得的参量。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0027](1)本专利技术的调心滚动轴承性能试验装置具有轴向加载机构和径向加载机构，且轴向加载机构竖直移动连接在调心角度调整机构上，径向加载机构水平移动连接在调心角度调整机构上，两者相互配合，实现调心滚动轴承的偏转角度调整，此外，在对被试轴承调节调心角度的同时，复合加载，受载工况环境模拟相对真实，角度调节的范围相对较大。
[0028](2)本专利技术的调心滚动轴承性能试验装置以丝杠螺母的方式调节轴向液压缸和径向液压缸的底座的平动，导程小，且丝杠本身具有自锁性，使轴向底座和径向底座的位移可以实现随走随停。
[0029](3)本专利技术的调心滚动轴承性能试验装置在轴向液压缸的底座和径向液压缸的底座上均安装有偏转显示计，可根据偏转指示数有效控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，包括驱动系统、主轴系统、被试轴承系统、调心角度调整机构，其中：所述主轴系统包括阶梯主轴，所述驱动系统驱动所述阶梯主轴转动；所述被试轴承系统包括套装在所述阶梯主轴上的被试轴承、与被试轴承外圈配合的轴承座主体、以及分别用于压紧所述被试轴承外圈左右两端的轴承轴套压盖和轴承外圈端盖；所述轴承座主体的底部铰接有竖向U件，所述竖向U件与径向加载机构连接，所述径向加载机构的尾部水平移动在所述调心角度调整机构上；所述轴承外圈端盖的右端铰接有水平U件，所述水平U件与轴向加载机构连接；所述轴向加载机构的尾部竖直移动在所述调心角度调整机构上；所述调心角度调整机构包括轴向角度调整组件和径向角度调整组件，所述轴向角度调整组件包括竖直滑道、位于所述竖直滑道内的竖向调节丝杠、以及与所述竖向调节丝杠配合的竖向螺母，所述竖向螺母与所述轴向加载机构的尾端铰接，所述竖向调节丝杠的一端固定有竖向调整手轮；所述径向角度调整组件包括水平滑道、位于所述水平滑道内的水平调节丝杠、以及与所述水平调节丝杠配合的水平螺母，所述水平螺母与所述径向加载机构的尾端铰接连接，所述水平调节丝杠的一端固定有水平调整手轮。2.根据权利要求1所述的调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，所述轴承座主体的顶部对称安装有两个径向位移传感器。3.根据权利要求2所述的调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，所述主轴系统还包括间隔套装在所述阶梯主轴中间的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承均通过轴承座与支撑系统连接，所述第一轴承外圈的左右两端和第二轴承外圈的左右两端均通过轴承端盖轴向固定。4.根据权利要求3所述的调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，所述第一轴承为双列角接触球轴承，所述第二轴承为圆柱滚子轴承。5.根据权利要求1所述的调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，所述阶梯主轴的端部设有轴肩，所述被试轴承内圈的左端与所述轴肩定位连接，所述被试轴承内圈的右端通过轴承内圈端盖定位连接，所述轴承内圈端盖与所述阶梯主轴末端固定连接。6.根据权利要求1所述的调心滚动轴承性能试验装置，其特征在于，所述轴向加载机构包括与所述水平U件周向滑动连接的轴向加载杆、与所述轴向加载杆右端连接的轴向液压缸、以及用于固定所述轴向液压缸的轴向底座，所述轴向底座与所述竖向螺母铰接，所述轴向底座的上设有轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕敬祥，温保岗，燕修磊，冯冰，王美令，韩清凯，
申请(专利权)人：山东省修涵检验检测有限公司大连工业大学，
类型：发明
国别省市：