材料接触疲劳试验机的主轴装置的制作方法

本实用新型涉及材料接触疲劳试验机，具体涉及材料接触疲劳试验机的主轴装置。

背景技术：

材料接触疲劳试验机用于试验和验证材料在滚动接触的条件下的疲劳寿命——材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。

材料接触疲劳试验机通常包括工装、轴向加载装置以及主轴装置，待测试样固定在工装上，主轴装置的主轴上安装连接头，连接头安装滚动件，滚动件压于试样上，经轴向加载装置对试样进行加载，主轴装置驱动下，滚动件在一定轴向载荷的情况下在试样上碾压。这样主轴装置的主轴也需要承受一定的轴向载荷力；但现有主轴装置结构设计不合理，存在结构复杂，轴向承载能力差，工作稳定性差的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型发明目的：为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种结构简单合理，轴向承接载能力好以及工作平稳的主轴装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种材料接触疲劳试验机的主轴装置，包括机座、驱动电机以及主轴机构，所述主轴机构包括固定于机座上的机座套，机座套内经支承组件转动配合有主轴，主轴上端与驱动电机的输出端动力连接，主轴下端设有连接头，其特征在于：所述的支承组件包括有衬套，衬套以可沿轴向滑动的方式定位装配于机座套内，所述主轴穿过衬套，衬套和主轴之间支承有第一角接触轴承和第二角接触轴承，第一角接触轴承的内圈和第二角接触轴承的内圈固定套装于主轴上，第一角接触轴承的外圈和第二角接触轴承的外圈紧配于衬套的管腔内，第一角接触轴承和第二角接触轴承设于衬套的管腔轴向两端位置，衬套两端口处分别设有与第一角接触轴承的外圈轴向抵触限位配合的挡圈以及与第二角接触轴承的外圈轴向抵触限位配合的预紧环，所述机座套的管腔上端部内设有圆锥轴承，圆锥轴承外圈固定于机座套上，圆锥轴承的内圈固定于主轴上。

通过采用上述技术方案，衬套、第一角接触轴、第二角接触轴承和圆锥轴承实现主轴的支承，在试验时，连接头轴向载荷伸入后，衬套在轴向载荷力下实现轴向移动，并经圆锥轴承实现轴向载荷平衡，达到在试验过程中主轴工作稳定可靠；而且上述主轴装置结构紧凑，便于装配和拆卸维护。

优选的，所述衬套下端与机座套的下端盖抵触配合，衬套另一端与机座套的上端盖之间具有轴向活动间隔。该结构设计下，机座套的下端盖抵触衬套，经第一角接触轴承、第二角接触轴承和主轴将力传递至圆锥轴承上，实现对圆锥轴承的轴向预紧，提高主轴的运转稳定性。

优选的，所述机座套的上端盖内设有轴承压装孔座，圆锥轴承压装于轴承压装孔座内，轴承压装孔座内端为供圆锥轴承压入的压装口，轴承压装孔座外端具有与圆锥轴承外圈限位配合的轴向限位凸缘。该结构设计下，圆锥轴承的装配结构紧凑以及方便。

优选的，所述轴承压装孔座的压装口处设有储脂盘，储脂盘固定于主轴上，储脂盘外径延伸至正对圆锥轴承的外圈。该结构设计下，储脂盘可减少涂抹在圆锥轴承的油脂流失。

优选的，所述轴承压装孔座的轴向限位凸缘与主轴间具有供圆锥轴承露出的间隔孔腔，所述机座套的上端盖上可拆卸安装有遮挡间隔孔腔的防尘盖，防尘盖具有供主轴穿过的通孔。该结构设计下，圆锥轴承的装配结构紧凑以及方便，同时防尘盖的设计，提高防尘性能，间隔孔腔方便对圆锥轴承添加润滑油脂。

优选的，所述预紧环为外圆周具有外螺纹的螺纹环，在衬套内设有与螺纹环对应配合的内螺纹。该结构设计下，方便装配以及调节第一角接触轴承、第二角接触轴承的预紧力。

优选的，所述主轴的上端设有副皮带轮，驱动电机的输出端设有主皮带轮，主皮带轮和副皮带轮之间经传动带连接，所述机座包括框状的电机固定架，电机固定架包括背板和两侧板，机座套固定于电机固定架的背板上，电机固定架的框内设有活动架，活动架包括设于升降设置于电机固定架的背板上的主升降架，背板和主升降架之间设有用于升降调节主升降架的升降调节机构，主升降架顶部设有电机吊装板，电机吊装板以可沿主轴与驱动电机排布方向滑移的方式设置于主升降架上，电机吊装于电机吊装板上，所述主升降架和电机吊装板之间设有水平位置调节机构。该结构设计下，便于驱动电机与主轴之间定位，通过调节驱动电机实现驱动电机上的主皮带轮与主轴上副皮带轮位置合理，保证稳定可靠的动力传递。

优选的，在所述主轴的下端同轴设有定位装配孔，定位装配孔为外大、内小的台阶状，定位装配孔包括位于内侧的螺纹孔以及位于外侧的定位孔，所述连接头包括一体成型的盘形主体以及连接轴体，连接轴体包括与螺纹孔对应旋接的螺纹轴段以及与定位孔定位配合的定位光轴段，所述盘形主体的环形面与主轴下端端面抵触，连接轴体插装于定位装配孔内，连接轴体的螺纹轴段螺纹旋接于螺纹孔内，定位光轴段定位插装于定位孔内，在盘形主体上设有供操作工具卡固的拆卸工具固定结构。该结构设计下，连接头与主轴采用螺纹连接和定位光轴段进行定位，并实现可拆卸装配，具有加工方便、便于更换以及固定连接牢固可靠的优点。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例材料接触疲劳试验机的主轴装置立体图；

图2为本实用新型具体实施例材料接触疲劳试验机的主轴装置俯视图；

图3为图2中沿A-A线剖切的剖视图；

图4为本实用新型具体实施例驱动电机安装结构示意图；

图5为图3中B部分局部放大视图。

具体实施方式

参见附图1至附图5，机座1，电机固定架11，背板111，侧板112，活动架12，主升降架121，电机吊装板122，驱动电机2，主皮带轮21，传动带22，主轴机构3，轴向活动间隔30，机座套31，下端盖311，上端盖312，轴承压装孔座3121，间隔孔腔3122，防尘盖3123，主轴32，储脂盘321，副皮带轮322，定位装配孔323，螺纹孔3231，定位孔3232，连接头33，盘形主体331，内六角孔3311，连接轴体332，衬套34，第一角接触轴承35，第二角接触轴承36，挡圈37，预紧环38，圆锥轴承39。

本实用新型公开的一种材料接触疲劳试验机的主轴装置，包括机座1、驱动电机2以及主轴机构3，所述主轴机构3包括固定于机座1上的机座套31，机座套31内经支承组件转动配合有主轴32，主轴32上端与驱动电机2的输出端动力连接，主轴32下端设有连接头33，所述的支承组件包括有衬套34，衬套34以可沿轴向滑动的方式定位装配于机座套31内，所述主轴32穿过衬套34，衬套34和主轴32之间支承有第一角接触轴承35和第二角接触轴承36，第一角接触轴承35的内圈和第二角接触轴承36的内圈固定套装于主轴32上，主轴32上设置轴肩供第一角接触轴承35和第二角接触轴承36定位固定，第一角接触轴承35的外圈和第二角接触轴承36的外圈紧配于衬套34的管腔内，第一角接触轴承35和第二角接触轴承36设于衬套34的管腔轴向两端位置，衬套34两端口处分别设有与第一角接触轴承35的外圈轴向抵触限位配合的挡圈37（挡圈与衬套为一体成型，当然也可以为分体加工后装配）以及与第二角接触轴承36的外圈轴向抵触限位配合的预紧环38，所述机座套31的管腔上端部内设有圆锥轴承39，圆锥轴承39外圈固定于机座套31上，圆锥轴承39的内圈固定于主轴32上。

所述衬套34下端与机座套31的下端盖311抵触配合，衬套34另一端与机座套31的上端盖312之间具有轴向活动间隔30。机座套31的下端盖311抵触衬套34，经第一角接触轴承、第二角接触轴承和主轴将力传递至圆锥轴承上，实现对圆锥轴承的轴向预紧，提高主轴的运转稳定性。

为便于安装圆锥滚子轴承，所述机座套31的上端盖312内设有轴承压装孔座3121，圆锥轴承39压装于轴承压装孔座3121内，轴承压装孔座3121内端为供圆锥轴承39压入的压装口，轴承压装孔座3121外端具有与圆锥轴承39外圈限位配合的轴向限位凸缘。圆锥轴承的装配结构紧凑以及方便。在所述轴承压装孔座3121的压装口处设有储脂盘321，储脂盘321固定于主轴32上，储脂盘321外径延伸至正对圆锥轴承39的外圈。储脂盘321可减少涂抹在圆锥轴承的油脂流失。在所述轴承压装孔座3121的轴向限位凸缘与主轴32间具有供圆锥轴承39露出的间隔孔腔3122，所述机座套31的上端盖312上可拆卸安装有遮挡间隔孔腔3122的防尘盖3123，防尘盖3123具有供主轴32穿过的通孔。该结构设计下，圆锥轴承的装配结构紧凑以及方便，同时防尘盖的设计，提高防尘性能，间隔孔腔方便对圆锥轴承添加润滑油脂。

其中，所述预紧环38为外圆周具有外螺纹的螺纹环，在衬套34内设有与螺纹环对应配合的内螺纹。方便装配以及调节第一角接触轴承、第二角接触轴承的预紧力。

本具体实施例中，所述主轴32的上端设有副皮带轮322，驱动电机2的输出端设有主皮带轮21，主皮带轮21和副皮带轮322之间经传动带22连接，所述机座1包括框状的电机固定架11，电机固定架11包括背板111和两侧板112，机座套31固定于电机固定架11的背板111上（本具体实施例中为一体成型，也可以采用分体加工紧固件固定），电机固定架11的框内设有活动架12，活动架12包括设于升降设置于电机固定架11的背板111上的主升降架121，主升降架121的升降设置可采用导轴与导套的配合，也可以采用直线滑动轨道设计，也可以采用本具体实施例中的条形孔配合锁紧螺钉，为保证位置锁定可靠，优先采用本具体实施例的结构设计，背板111和主升降架121之间设有用于升降调节主升降架121的升降调节机构，主升降架121顶部设有电机吊装板122，电机吊装板122以可沿主轴与驱动电机排布方向滑移的方式设置于主升降架121上，电机吊装板122与主升降架121之间的水平滑移配合采用，电机吊装板底部设置定位导向槽，定位导向槽滑动导向配合于主升降架的顶部，电机吊装板上设有条形孔并配合锁紧螺钉，当然也可以采用现有技术中其它的滑动配合结构，电机2吊装于电机吊装板122上，所述主升降架121和电机吊装板122之间设有水平位置调节机构。其中的升降调节机构和水平位置调节机构均采用螺杆螺母机构。便于驱动电机与主轴之间定位，通过调节驱动电机实现驱动电机上的主皮带轮与主轴上副皮带轮位置合理，保证稳定可靠的动力传递。

另外，在所述主轴32的下端同轴设有定位装配孔323，定位装配孔323为外大、内小的台阶状，定位装配孔232包括位于内侧的螺纹孔3231以及位于外侧的定位孔3232，所述连接头33包括一体成型的盘形主体331以及连接轴体332，连接轴体332包括与螺纹孔3231对应旋接的螺纹轴段3321以及与定位孔3232定位配合的定位光轴段3322，所述盘形主体331的环形面与主轴32下端端面抵触，连接轴体332插装于定位装配孔232内，连接轴体332的螺纹轴段3321螺纹旋接于螺纹孔3231内，定位光轴段3322定位插装于定位孔3232内，在盘形主体331上设有供操作工具卡固的拆卸工具固定结构。拆卸工具固定结构可以为连接头的盘形主体331底部设有内六角孔3311（供内六角拆卸工具配合），也可以为连接头的盘形主体331周侧壁上的一对凹槽3312，一对凹槽3312之间形成卡固凸块3313（可供扳手卡固），也可以为连接头的盘形主体侧壁上的插接孔（供棒状部件配合），连接头与主轴采用螺纹连接和定位光轴段进行定位，并实现可拆卸装配，具有加工方便、便于更换以及固定连接牢固可靠的优点。