滚动轴承-保持架-转子系统多动态参数同步测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种滚动轴承

【技术实现步骤摘要】
滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置


[0001]本专利技术涉及测试装置
，具体是滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置
。

技术介绍

[0002]高精度
、
长寿命
、
高可靠性的高速球轴承
‑
转子系统是陀螺电机中的关键部件，他们之间是相互相影响的，无论是支承轴承还是转子的设计，都不能以传统做法把它们作为独立的设计单元，而是应该让轴承和转子都服从系统动态性能设计的思想，将轴承和转子视为一个整体
。
轴承球
、
保持架和内外圈之间在运转过程中存在碰撞
、
滑动，从而影响轴承对转子的非线性支撑力，非线性支撑力的又会改变转子动力学特性，从而反作用于轴承内圈，并进一步影响轴承球与内圈之间的滑动，并改变保持架的运动特性，因此轴承和转子之间是相互影响
、
相互耦合的
。
[0003]专利“高速角接触球轴承保持架动态特性测试装置”(
授权号
CN106092577B)
公布了一种保持架动态特性测试装置，其可以在不改变轴承结构的基础上测得保持架质心轨迹，但由于采用两个激光线位移传感器进行数据采集，而激光线位移传感器尺寸较大，这使得该试验机只能对尺寸较大的轴承进行试验，并且该装置无法同步对转子动态特性进行监测，不能探究轴承和转子之间的耦合动力学特性
。
>
技术实现思路

[0004]本专利技术的方法提供了一种滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置，实现同步测得轴承振动
、
温度
、
保持架质心轨迹和打滑率等轴承动态性能参数和转子轴心轨迹等转子动态性能参数，以试验探究轴承和转子系统之间的耦合动力学特性；并且在对轴承振动
、
温度以及保持架质心轨迹和打滑率进行测试时可在不改变轴承结构的的条件下实现
。
[0005]为达此目的，本专利技术提供如下的技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置，所述滚动轴承
、
保持架和转子均设置于转轴上，测试装置包括底座
、
驱动机构和测试系统，所述驱动机构和所述测试系统均设置于所述底座的上方，所述测试系统包括轴承测试子系统和转子测试子系统；所述驱动机构由电主轴和电主轴支座组成，所述电主轴通过联轴器与转轴相连，所述电主轴可驱动转轴及转轴上零件旋转；所述轴承测试子系统包括振动传感器
、
温度传感器
、
反光镜
、
反光镜支架和高速摄像机，所述振动传感器和所述温度传感器分别连接转轴上的滚动轴承，并分别对轴承振动和温度进行测量，所述反光镜设置于所述反光镜支架上，所述高速摄像机通过反光镜对高速运转的保持架进行连续拍摄，通过图像处理可提取保持架质心轨迹和打滑率；所述转子测试子系统包括电涡流位移传感器和用于支撑所述电涡流位移传感器的支架，两个电涡流位移传感器垂直布置在转轴径向可实现对转轴轴心轨迹的测量
。
[0007]优选的，所述驱动机构通过电主轴直接驱动转轴，并有转轴带动轴承及轴上零件旋转，当转轴上的保持架的圆盘存在偏心时，高速旋转的保持架的圆盘在离心力作用下还可对轴承施加旋转径向负荷，选装径向负荷的大小可由电主轴和偏心量共同确定
。
[0008]优选的，还包括加载机构，所述加载机构由加载螺钉
、
蝶形垫片
、
蝶形螺母和压力传感器组成；所述加载系统通过拧紧所述加载螺钉，压缩所述蝶形垫片，从而实现对轴承施加轴向载荷，通过所述压力传感器获得精准的所施加轴向载荷的大小，通过所述压力传感器还可实时获取试验装置运行过程中轴承所承受的动态载荷，与转子测试系统获得的转子动态特性对比可分析转子动态特性对轴承所受实际载荷之间的关系
。
[0009]优选的，所述反光镜是在表面镀有高反光率镀膜，并开有
U
型孔，反射面与轴承端面呈
45
°
布置，在轴承端面平行方向布置一个高速摄像机，轴承保持架经反光镜反射后被高速摄像机拍到
。
通过连续高速的对运行中的轴承保持架进行拍摄，即可获取轴承保持架运行过程中的图像，对图像进行图像处理即可获得保持架质心运动轨迹
。
[0010]优选的，通过在所述保持架的圆盘的端面做一个标记，并通过所述高速摄像机经反光镜拍摄得到连续的保持架图像，通过分析连续两张图像之间标记点的角位置，即可得到保持架转速，并经过进一步计算得到保持架打滑率
。
[0011]优选的，通过所述轴承测试子系统和转子测试子系统可连续同步的获得轴承振动
、
温度
、
轴向载荷
、
保持架质心运动轨迹以及转子轴心轨迹，通过对比轴承动态特性和转子的动态特性即可分析轴承和转子之间的相互影响规律
。
[0012]综上所述，本专利技术的滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置的原理为：高速电主轴通过弹性联轴器与转轴相连，直接驱动转轴，转轴由两个角接触球轴承支承，这两个支撑轴承同样也是被试轴承
。
旋紧加载螺母压缩弹簧可对轴承施加轴向预载荷，并可通过力传感器测得实际的轴向载荷
。
转轴上装有一个无偏心的转子，在转子上固定不同的偏心质量块可模拟转子不平衡量对系统动态性能的影响
。
两个电涡流位移传感垂直地安装在转轴径向平面以获得转轴的轴心轨迹
。
在两个轴承座上分别装有温度传感器，可以测得轴承外圈温度的变化
。
在轴承端面布置一个
45
°
反光镜，并在与轴承端面平行方向放置一个分体式高速摄像机，高速摄像机经反光镜可对轴承进行连续拍照，再经图像处理即可获得轴承保持架的二维质心运动轨迹
。
在保持架端面进行标记，还可通过拍照的方式实现对保持架转速的测量，进而实现保持架打滑率的测量
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术有益效果及显著进步在于：
[0014]1、
在不改变轴承结构的条件下，通过高速摄像机实现对轴承保持架质心运动轨迹的监测，该方法对轴承尺寸限制小，且可实现对球轴承
、
滚子轴承等多种轴承保持架的监测；
[0015]2、
通过在镀膜高反光率的反射镜上开
U
型槽，并与转子轴向呈
45
度布置，在轴向垂直方向布置高速相机，就可实现对轴承保持架的空间异位监测
。
当转子轴向端部空间受限，或是需要增加轴向加载系统，或是轴向还与联轴器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置，所述滚动轴承
、
保持架和转子均设置于转轴上，其特征在于，包括底座
、
驱动机构和测试系统，所述驱动机构和所述测试系统均设置于所述底座的上方，所述测试系统包括轴承测试子系统和转子测试子系统；所述驱动机构由电主轴和电主轴支座组成，所述电主轴通过联轴器与转轴相连，所述电主轴可驱动转轴及转轴上零件旋转；所述轴承测试子系统包括振动传感器
、
温度传感器
、
反光镜
、
反光镜支架和高速摄像机，所述振动传感器和所述温度传感器分别连接转轴上的滚动轴承，并分别对轴承振动和温度进行测量，所述反光镜设置于所述反光镜支架上，所述高速摄像机通过反光镜对高速运转的保持架进行连续拍摄，通过图像处理可提取保持架质心轨迹和打滑率；所述转子测试子系统包括电涡流位移传感器和用于支撑所述电涡流位移传感器的支架，两个电涡流位移传感器垂直布置在转轴径向可实现对转轴轴心轨迹的测量
。2.
如权利要求1所述的一种滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置，其特征在于，所述驱动机构通过电主轴直接驱动转轴，并有转轴带动轴承及轴上零件旋转，当转轴上的保持架的圆盘存在偏心时，高速旋转的保持架的圆盘在离心力作用下还可对轴承施加旋转径向负荷，选装径向负荷的大小可由电主轴和偏心量共同确定
。3.
如权利要求1所述的一种滚动轴承
‑
保持架
‑
转子系统多动态参数同步测试装置，其特征在于，还包括加载机构，所述加载机构由加载螺钉
、
蝶形垫片
、
蝶形螺母和压力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世金，邹冬良，蔡东明，王亚坤，
申请(专利权)人：五冶集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：